Google X实验室 透露机器学习“热气球网络计划”

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导读

Google X实验室是谷歌最为神秘的一个部门，保密程度不输美国中情局。本周四，实验室负责人Astro Teller向媒体透露了”热气球网络计划”的新进展。通过机器学习技术，热气球将为世界上的偏远地区带来互联网。

这很酷！计划中加入了机器学习部分

Astro Teller 是一个会吸引眼球的人。作为Google X实验室（又名MoonshootFactory）的负责人，他以在谷歌园区甚至室内以穿溜冰鞋而闻名。本周四，他穿着溜冰鞋划入围满记者的屋子中，宣告”热气球网络计划”已经比谷歌想象地更接近现实了。“热气球网络计划”是Alphabet（谷歌母公司）的一个听起来很疯狂的项目，目的是通过巨大的热气球为世界上的农村、偏远和不发达地区提供廉价的互联网接入服务。在这个专为媒体设立的场合，但Teller却卖起了关子。也许在不远的将来，这些热气球便能通过平流层开始发射互联网信号。这听起来很酷，但更重要的是，这意味着机器学习正在从数码世界进入真实世界。

更高效！热气球不再漫无目的飘

去年夏天，Google X实验室在秘鲁发射了一个互联网热气球，这个热气球在平流层里坚持了将近100天。公司原本以为，“热气球网络计划”将会是几百个热气球漫无目的地在全世界飘。但这些秘鲁上空的热气球搭载了机器学习技术为基础的导航系统，能够检测人类无法感知的大气模式的轻微变化。这个系统能够让热气球即使在平流层天气不确定的情况下，也能稳定地保持在大致同个区域里。这就意味着”热气球网络计划”只需要少量的热气球就可以把互联网送到偏远地区。

“我们的实验现在能在世界上的特定地方，只通过10或20或30个气球提供互联网服务，而不是200或300或400个气球，”Teller说。在这个过程中，”热气球互联网计划”不仅在逻辑上更简单，也更便宜。 “现在这项服务有更大最终实现盈利的机会。

ML正不断增加其现实意义

近几个月来，机器学习重塑了图像和语音识别，语言翻译和广告定位。它还破解了古老的围棋游戏。但是，在研究人员看到的向一系列先进系统发展的运动中，这些只是一些最早发展的雏形系统。未来将会有大量的系统通过学习，表现地跟人类一样好，甚至超越人类。现在，大多数机器学习可以完成的任务还是在纯数字领域。但是，”热气球网络计划”的实验表明，这些系统非常有潜力，不仅在线上，而且在现实世界中都能发挥作用。

以前，Google X手动编写热气球的导航系统。由于平流层中极端不可预测的天气，实验室对气球的控制流程十分复杂。像普通热气球一样，超轻热气球自身对方向控制的能力有限：它们只能向上或向下移动。要保持在一个特定的领域，他们需要学习分析平流层，通过上升和下降来把握所需要的气流，使自己保持在一个地方。 “你可以把这个过程看成非常周密的航行，几乎像一场跟风对决的棋局，”Teller说。

我们知道，国际象棋是计算机非常擅长的。谷歌项目团队开发的算法，将使气球学会自己导航。他们在导航过程中分析了可用的航班和天气数据。相对于手动编码的系统，热气球自己学会了如何更好地导航。

导航系统的一部分依赖于一个越来越受欢迎的人工智能技术，称为高斯过程或GP。GP让气球只需分析相对少量的数据就可以处理平流层的广泛的不确定性，不像神经网络，需要大量的数据堆来识别模式。

负责此项目的Google前任搜索工程师Sal Candido说：“它使我们能够利用现有的数据量做很多事情。你不可能不停地获得新数据。”

AI技术正走向现实生活

通过分析过去的航班数据，气球可以对飞行过程中将发生的事情做出合理准确的预测。但他们还在飞行期间分析数据并相应地调整其预测。这种自我纠正依赖于于另一种AI技术，强化学习。强化学习是谷歌的DeepMind实验室开发AlphaGo的基础，也就是去年春天击败了围棋大师那条“阿法狗”。

但是飞行的互联网气球并不是一个游戏。它是一个项目的一部分，很可能产生非常真实的影响。现在，机器学习的力量主要是在线上显现。但它也影响现实世界，有潜力在这个过程中使更多的人享受互联网。

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