СТО помогла компьютеру предсказать будущее
Британские специалисты по машинному обучению разработали систему прогнозирования будущих событий, основанную на концепциях специальной теории относительности: причинности, пространства-времени Минковского и световых конусах. Алгоритм был успешно испытан в задаче предсказания и генерации новых кадров на основе набора изображений. По словам разработчиков, созданный ими подход универсален, может применяться для множества задач и будет востребован там, где необходимо прогнозирование развития событий в будущем с учетом причинно-следственных связей, например в области медицины и в автономных транспортных средствах. Препринт выложен на arXiv.org.
Ежедневно, иногда сами того не замечая, мы пытаемся предсказать, как будут развиваться события вокруг нас. Например, если у двигающегося перед нами автомобиля включен сигнал указателя поворота, то можно предполагать, что он с определенной вероятностью совершит маневр в соответствующем направлении. Однако, автомобиль также может продолжить движение без изменений, остановиться или повернуть в противоположную указываемому направлению сторону. Эти события вероятны в большей или меньшей степени, и мы можем ожидать их, основываясь на опыте взаимодействия с миром и интуитивном понимании законов физики и причинно-следственных связей. С другой стороны, вряд ли мы будем всерьез рассматривать возможность того, что автомобиль внезапно исчезнет и вместо него на дороге вдруг появится динозавр.
В отличие от людей, у компьютеров нет интуитивного понимания причинно-следственных связей, поэтому прогнозирование будущих событий для них оказывается непростой задачей. При этом во многих областях, где сегодня происходит интенсивное внедрение систем с машинным обучением, появление такой способности могло бы повысить уровень безопасности. Например, автомобиль под управлением автопилота мог бы спрогнозировать и оценить вероятность того, что стоящий у дороги ребенок может внезапно выбежать на проезжую часть.
Существующие подходы к решению задачи предсказания будущего в машинном обучении сводятся, например, к тренировке моделей на последовательностях кадров видео. Таким способом алгоритм обучают выявлять закономерности в событиях, которые в дальнейшем можно использовать для того, чтобы сгенерировать новые, ранее не существовавшие кадры, продолжающие эту последовательность. Например, можно показать программе последовательность кадров с двигающимся человеком, а затем попросить ее сгенерировать следующие несколько кадров, которые бы продолжили исходную последовательность. Однако у подходов, использующих серии и последовательности кадров, есть склонность быстро накапливать ошибки с увеличением числа сгенерированных кадров.
Исследователи под руководством Атанасиоса Влонцоса (Athanasios Vlontzos) из Имперского колледжа Лондона использовали иной подход. Они разработали алгоритм на основе фундаментальных концепций из специальной теории относительности (СТО), таких как пространство-время и световые конусы. В СТО пространство-время (или пространство Минковского) представляет собой объединение трехмерного евклидова пространства с четвертым временным измерением. В таком пространстве каждому событию можно сопоставить точку, пространственные координаты которой описывают место, где событие произошло, а временная координата — момент времени, когда оно случилось.
Ограничение на максимально достижимую скорость распространения сигналов (в СТО это скорость света) позволяет выделить в пространстве-времени область, называемую световым конусом, с центром в исходном событии. Множество точек внутри выделенной области будет связано с исходным событием причинно-следственными связями. Так, в конусе будущего, лежащем выше вершины (исходное событие) будут расположены все точки, на которые исходное событие может повлиять, а в нижнем конусе прошлого, — события, которые могли повлиять на рассматриваемое событие в вершине. При этом точки, находящиеся за пределами светового конуса, не связаны причинно-следственными связями с исходным событием.
Разработчики использовали эту концепцию для того, чтобы ограничить варианты возможных новых кадров, генерируемых их алгоритмом, такими, которые близки по содержанию к исходному изображению и отбросить изображения, сильно отличающиеся от него. В качестве основы для алгоритма была выбрана разновидность популярного метода для обучения генеративных моделей — вариационный автокодировщик Пуанкаре. Подаваемые на вход изображения преобразуются энкодером в представление в скрытом пространстве, которое обладает свойствами пространства Минковского с восемью пространственными и одним временным измерениями. Такая размерность пространства была выбрана как оптимальная экспериментальным путем. Затем алгоритм строит световые конусы вокруг этих точек и ищет их пересечение для того, чтобы выделить ту часть скрытого пространства, в которой могут находиться будущие (или прошлые, в нижнем конусе) кадры. Похожие по содержанию кадры оказываются недалеко друг от друга. В дальнейшем производя выборку из этого подпространства, можно пытаться предсказывать будущие кадры.
В качестве наборов данных для обучения модели исследователи использовали модифицированный набор moving MNIST, состоящий из небольших фрагментов видео с перемещающимися рукописными цифрами. Каждый фрагмент представляет собой последовательность из 30 кадров. При этом один из них берется из исходного набора данных MNIST, а последующие кадры — случайные непрерывные смещения исходного изображения. Всего было использовано 10000 фрагментов из этого набора. Кроме того, разработчики использовали набор данных KTH action recognition dataset, состоящий из коротких видеоклипов, демонстрирующих движения людей, например ходьбу или взмахи руками. При этом нужно заметить, что кадры в тренировочных наборах воспринимались алгоритмом разрозненно, а не в виде связанных последовательностей или серий.э
Затем исследователи поручили алгоритму генерацию множества потенциально возможных кадров на основе входного одиночного тестового кадра. Несмотря на то, что в весах нейросети отсутствует временная информация, так как обучение проходило на совокупности отдельных кадров, а не их последовательностях, оказалось, что алгоритм способен прогнозировать подходящие будущие возможные кадры. Например, если на вход подается кадр, на котором изображен идущий человек с короткими волосами и в рубашке, то алгоритм генерирует наиболее подходящие кадры, на которых изображен такой же человек, и отбрасывает сильно отличающиеся кадры, например с людьми с длинными волосами или без рубашки.
Как утверждают авторы исследования, разработанный ими алгоритм не подвержен эффекту накопления ошибок, так как он не полагается на способность нейронных сетей извлекать и запоминать структурную и временную информацию из обрабатываемых изображений. На данный момент диаметр конуса выбирается вручную и считается фиксированным, что означает постоянную скорость эволюции для всех кадров и конусов. Однако в реальности эти скорости могут быть разными. В будущем исследователи планируют внедрить автоматическую подстройку диаметров световых конусов.
Алгоритм может использоваться в областях, где требуется прогнозирование возможных вариантов развития событий. Например, помимо применения в автопилотах для повышения безопасности автономных транспортных средств, новый подход может быть использован в медицине для прогнозирования того, как лекарственные препараты будут воздействовать на состояние пациента, или как будет прогрессировать заболевание на основании данных снимков МРТ и назначаемого лечения.
Источник
Меню
Архив материалов
Подписка на новости
Страница сайта В-Контакте
Новости криптозоологии
Хроники природных катастроф
Последние новости
20.05.2020 - 25.06.2020 (990)
26.06.2020 - 04.08.2020 (995)
05.08.2020 - 16.09.2020 (1005)
17.09.2020 - 26.10.2020 (990)
27.10.2020 - 27.11.2020 (990)
28.11.2020 - 07.01.2021 (990)
08.01.2021 - 15.02.2021 (1000)
16.02.2021 - 31.03.2021 (1000)
01.04.2021 - 12.05.2021 (1000)
13.05.2021 - 14.06.2021 (990)
15.06.2021 - ...
Последние аномальные новости

В атмосфере Марса не нашли следов жизни

В горах Индии обитает неизвестное большое животное

Впервые заглянули внутрь Марса

Вышел трейлер сериала про НЛО от Джей Джей Абрамса

Где обитают призраки Днепра - 2

Гигантский черный треугольник в атмосфере Солнца

Джуна предсказала коронавирус

Зарождение новой жизни на Земле после гибели Солнца признали возможным

Короновирус мог возникнуть в результате проведения экспериментов

Лицо в небе Невады и человек, гуляющий по воде в Бразилии

Мама спустя 66 лет нашла потерянного после родов сына

Миллиарды загадочных ледяных червей выползли из ледника

Могла ли жизнь попасть на Землю с Марса

Мордор обнаружили на дне океана

На исследования НЛО наложен запрет

НЛО сняли над Хоккайдо

Ослепшая женщина прозрела через 15 лет

Пара больше месяца спит на балконе, боясь привидения

Родились первые генетически модифицированные опоссумы

Самые безумные теории заговора про Луну

Следы древних пирамид обнаружены в Крыму

Сталкеры рассказали о таинственном 'Объекте 221'

Тайна появления дефектных молекул РНК

У Пентагона есть чрезвычайно четкое видео НЛО

Урожайность ГМ-картофеля и риса увеличили на 50%

Уфологи оценили останки людей с длинными черепами

Французы испытают боевой лазер в море

ЦРУ допустило причастность России к гаванскому синдрому

ЦРУ отчиталось о расследовании утечки коронавируса из лаборатории

Через нейроимпланты можно изменить личность

В Нерецком озере обитает чудовище

В пирамиде Хеопса может таиться техногенное инопланетное устройство

Виноградники Калифорнии нанимают лозоходцев для поиска воды

Водный мир Глизе 1214b

Впервые провели пересадку искусственного сердца

Впервые увидели пылевой диск вокруг протопланеты

Вся пустыня Саудовской Аравии покрыта тысячами загадочных мегалитов

Гёбекли-Тепе - первый храм человечества

Девочку пытали по подозрению в колдовстве

Древние вирусы обнаружили в тающих ледниках Тибета

Древние сооружения, загадки которых не разгаданы до сих пор

Есть ли шансы доказать утечку коронавируса из лаборатории в Ухане

Инопланетяне всего лишь сон

Какие районы Татарстана являются аномальными зонами

Какое вы растение по знаку зодиака

Космическая символика хеттского святилища

Космонавт принял Луну за проявление инопланетной цивилизации

Легенда аляскинских коюконов о Всемирном потопе

Летающий гуманоид снят над Плимутом

Мистические картины с историей

Мужчина поймал собственное сердце на удочку

Не ищите инопланетян, они уже здесь

НЛО - новая планетарная угроза

Пилоты сообщили об НЛО над Ирландией

Самые интересные псевдонауки

Тайна Красного торса из Харраппы

Ужастики, съемки которых обернулись реальным кошмаром

Футуролог о судьбоносном прогнозе Ванги

Что на самом деле показывают видео с НЛО

Экзопланеты распухают от легких газов

ARIAL OIL - моторное масло и смазки премиум класса

Агент Сноуден рассказал о взломе смартфонов

В руки ФБР попался финансист из будущего

Инопланетный пончик пролетел над Ютой

История похищения инопланетянами Габриэллы Версаччи

Как йети убил китайского фермера

Как СССР вел войну с НЛО

Китайские власти будут сами торговать персональными данными граждан

Кузена бигфута сняли на тепловизор

Летающие тарелки реальны и являются межпланетными

Любитель открыл новый спутник Юпитера

Марсоход Perseverance приступил к поиску признаков жизни

Найден древнейший метеорит, который старше Земли

Нашли суперантитело против коронавируса

НЛО сняли над Кировым

Новые правила вакцинации пароходов смутили не только конспирологов

Падение метеорита наблюдали в Пуэрто-Рико

Погоня самолёта за НЛО в Джорджии

Полная версия отчета Пентагона об НЛО занимает всего 17 страниц

Помидоры предупреждают друг друга о вредителях

Построили первый 3D-печатный бетонный мост без арматуры

Предел обитаемости на планетах или как мы проглядим жизнь

Предложили концепт асимметричного аэротакси

Проход в подземную базу найден на Марсе

Рыбак поймал уникального голубого омара

Самые четкие фото НЛО были сделаны еще в 1950 году

Сообщения людей о встречах с пришельцами - сон

Странная смерть Тодда Гейба

Четкое изображение плазменных струй в окрестностях черной дыры

Что будет, если уронить мяч на разных планетах

Что делать, если вы увидели НЛО

В Германии не могут продать гору

Верующая отказалась лечить больную дочь в надежде на божье исцеление

Вирус COVID-19 появился из лаборатории

ВОЗ заявила о планах проверить лаборатории в Ухане

Врачи удалили с носа мужчины опухоль размером с голову

Две пары близнецов влюбились друг в друга

Дипмиссия США в Вене оказалась жертвой таинственных атак направленной энергии

Древние каменные стелы нашли в Туве

Женщина вернула в библиотеку взятую 300 лет назад книгу

Женщина ворвалась в кабинет стоматолога и вырвала у пациента 13 зубов

Женщина ошиблась при покупке билетов и выиграла двойной джекпот

Женщина приняла беременность за аппендицит

Китайские ученые доказали природное возникновение COVID-19

Комариный торнадо атаковал жителей Усть-Камчатска

Летучий голландец заметили в Финском заливе

Маркони помогал Муссолини наладить связь с инопланетянами

Мужчина поймал липнущую к стенам рыбу

Мужчина спит по 300 дней в году

НАСА сняло НЛО на Луне в 1967 году

Первый туристический полёт в космос

Писатель перенес операцию на сердце и потерял память

Роспотребнадзор разрабатывает биочип для тестирования ковида

Сатанист обезглавил ребенка во Франции

Смартфоны обвинили в снижении иммунитета

Создана система предсказания продолжительности жизни по анализу крови

Спящих людей можно использовать как аккумуляторы

Старинный ведьмин дом восстановили в Германии

США построит базу слежения за Россией в космосе

Ударный флот пришельцев приблизился к Земле

Шаттл 'Звездного флота' сняли на орбите Земли

Безмозглая плесень удивила разумностью

В атмосфере экзопланеты обнаружили изотопы углерода

В атмосферу Земли вошел очень большой объект

Коммерческое кибероружие использовали для слежки

Космические туристы получат возможность застраховать жизнь

Космический рис прорастили на Земле

Мозговой имплантат помог воспроизвести беззвучную речь паралитика

На рынке дополненного человечества предсказали бурный рост

НАСА заказало разработку ядерных космических двигателей у Blue Origin

Обнаружена первая водоросль с тремя полами

Обнаружили фрагменты ДНК неизвестной природы

Открыли две новых молодых экзопланетных системы

Открыли первый в мире мост, напечатанный на 3D-принтере

Разработали технологию воссоздания снов

Робота уволили из похоронного бюро

Российские центры разработки ИИ получат от правительства деньги

Следующая вспышка на Солнце может стать для Земли катастрофой

Старшип станет мощнее и ВВС США уже проявили к нему интерес

Ударная вспашка микрометеоритами может уничтожать следы жизни на Европе

Франция первой вводит мультипасс

Белорусские замки с привидениями

Бигфут, переносящий детеныша через реку

Большинство граждан США считают, что от них скрывают правду об НЛО

Военным следует сотрудничать с учеными для изучения феномена НЛО

Встречавшаяся с НЛО Катя Лель удивила новым откровением

Где обитают призраки Днепра

Главную версию упадка острова Пасхи назвали мифом

Дикая гусыня пришла проведать больного супруга

Загадка окаменелого человеческого пальца

Замаскированный НЛО запечатлели над Мончегорском

Золотые рыбки захватила озеро в Миннесоте

Первое в мире устройство для чтения мыслей

Предсказание о будущем России

Рок-альбомы, записанные в паранормальных условиях

Рыболов поймал в реке огромную золотую рыбку

Сигарообразный НЛО пролетел около МКС

Стеклянного осьминога сняли на видео

Таинственные древние рисунки найдены в Индии

Химтрейлы. Что и зачем распыляют самолеты в небе

Что-то огромное показалось из Антарктического ледяного щита

В небе над Казанью очевидец заснял НЛО

В Самарской области обнаружили следы пришельцев

Ворота в подземный мир обнаружили в Шотландии

Группа ученых доказала естественное происхождение коронавируса

Девушки начали массово рассказывать о росте груди после вакцинации

Дом с привидениями появился в старооскольском селе

Женщина проснулась от изнасилования ужасным монстром

Жители Новосибирска заметили кольцеобразный НЛО

Загадочная усадьба на Дворянской

Замки с привидениями, которые принимают постояльцев

Как распознать у себя дар ясновидения

Кладоискатель напал на след потерянного конвоя с сокровищами нацистов

Кошки видят привидений

Места России, где исполняются желания

Мистическая смерть экзорциста Альфреда Кунца

Мостовая гигантов в Северной Ирландии

Мужчина на 23 минуты и попал в Ад

Найден обладатель самого длинного языка в мире

Неизвестный лесной монстр растерзал козлят

Необычные явления в Ленобласти и Петербурге

НЛО над США и ящик с Марса

НЛО показывают физику, которую мы не можем понять

Прекрасный сад, растения которого убьют вас

Разведка США усомнилась в инопланетном происхождении НЛО

Раскрыта тайна светящихся организмов

Подписка на новости
Подписка на новостой RSS-канал сайта
Получать новости сайта по почте
Контактный адрес для любых сообщений
Наверх
Рейтинг@Mail.ru Яндекс.Метрика