Sekėjai

Ieškoti šiame dienoraštyje

2024 m. lapkričio 2 d., šeštadienis

How are Tesla's robots different from robots from Waymo and other similar companies?


"Elon Musk is betting that robot cars will propel Tesla into a lucrative new era. But he's going about it in a risky fashion.

Musk's plans center on what he has called end-to-end artificial intelligence. The plan is to deluge Tesla's AI systems with video footage from existing Teslas, in the expectation that algorithms running on huge supercomputers will learn how to drive safely. He hopes this will make it possible for Tesla to deliver fully self-driving cars faster and more cheaply than his competitors. Existing Tesla owners would get access next year, and new specially designed robotaxis would be ready in 2026.

The breakthrough AI of Musk's dreams contrasts starkly with the approach of other companies pursuing autonomous vehicles. Waymo is the industry leader, already operates commercial robotaxis and just announced a $5.6 billion round of financing. Waymo, which is owned by Google-parent company Alphabet, also uses lots of AI, but its approach is to break down the problem of self driving into more distinct tasks with more input from human engineers. Waymo is using data from more sensors, including lasers and radar, which gives the company's cars a much richer view of the world.

In the simplest possible terms, Musk's vision for Tesla is about an AI system that learns by watching people drive. 

Waymo and others are teaching their vehicles by correcting them as they do the driving themselves.

Musk's bet hinges on the current state of AI technology reaching a level of sophistication that it hasn't yet achieved and may not for some time, AI developers say.

One of Musk's defining characteristics has been an ability to start with a goal in mind, and work backward to the solution required. 

With self-driving tech, his goal is a system affordable enough to put on most any vehicle.

Musk has said robots and self-driving cars could propel Tesla's market value to at least $30 trillion. Supporters of his plans point to successes his companies have achieved by drawing outside the lines, like the radical reduction in launch costs achieved at SpaceX, which now dominates the rocket business.

Musk has a long history of overpromising and being vague about how exactly his ideas become reality. He uses names for Tesla's driver-assistance technology -- "Autopilot" and "Full Self-Driving" -- that imply more capability than it has, and Tesla has missed all prior targets for the release of fully autonomous driving systems.

At a Tesla robotaxi event this month, unveiling an under-$30,000 Cybercab model with no steering wheel or pedals, Musk quipped: "I tend to be optimistic with time frames." He predicted production would start "before 2027." By Tesla's earnings call just days later, he was saying confidently that large-scale production would happen in 2026.

Musk and others who have worked on Tesla's self-driving tech have said its advantage is vast amounts of footage of real-world driving captured by cameras built into all of its vehicles -- including all the time people have spent using the company's existing "Full Self Driving (Supervised)" driver-assistance software, usually shortened to FSD.

 

Training Tesla's AI using this passively recorded data requires a technique known as imitation learning.

 

In essence, to gain any advantage from all this data, Tesla's AI must watch those millions of hours of humans driving, and try to copy their actions, says Timothy B. Lee, a computer scientist who writes the newsletter Understanding AI.

"It's like living millions of lives simultaneously and seeing very unusual situations that a person in their entire lifetime would not see," Musk said at the robotaxi event.

Tesla's backers express confidence that its self-driving work is better and more extensive than may be publicly apparent.

Tasha Keeney, director of investment analysis at ARK, which has long been bullish on Tesla, says Musk's company may be keeping many of the technical details about its systems secret, but that behind the scenes it is continuing to innovate its AI techniques. She recently co-wrote an analysis of Tesla's robotaxi strategy that argues that by 2029, robotaxis will account for almost 90% of the company's enterprise value, and 60% of its revenue. By then, she says, Tesla will be worth about 10 times its current value, which is around $800 billion.

In contrast, Tesla's competitors have trained their self-driving systems in the real world by putting a safety driver behind the wheel of a car, who takes control when the vehicle does something undesirable. These companies meticulously track those "disengagements" and feed the data back to their engineering teams who tweak the system so the mistake doesn't happen again.

That approach is more labor-intensive, time consuming and expensive.

 

But Waymo and others feed that data into more powerful and ultimately more reliable systems through a process known as reinforcement learning, says Lee.

 

Research into these two approaches has shown that the results can be wildly different. Systems trained primarily with imitation learning, such as Tesla's, can fail when their own actions take them too far outside of the realm of the data they've been trained on. In addition, Tesla's devotion to a fully end-to-end AI system creates a black box of tangled connections in which it can be impossible to understand why the system does certain things -- or how to correct those behaviors.

Trying to handicap the AI race between Waymo and Tesla is difficult, says Anthony Levandowski, who co-founded Waymo before leaving acrimoniously for Uber. Now head of a self-driving tech company called Pronto, he believes that Musk's goal of releasing a fully autonomous driving system in a year isn't reasonable.

Creating a self-driving system of the sort Musk wants will probably require more advances in the fundamentals of AI technology itself, and it isn't clear when those will arrive, he adds.

The cost of the sensors used by Waymo and others -- including high-resolution cameras, radar, and "lidar" technology that uses lasers to build 3-D images -- can add up to tens of thousands of dollars, not to mention the expense of mounting them and processing their data.

Tesla's vehicles have only cameras and computing hardware that is generally more modest, cost-wise, than a Waymo vehicle's.

Tesla isn't entirely ignoring the more sensor-focused approach to self-driving AI technology. Andrej Karpathy, a co-founder of OpenAI who also headed AI at Tesla from 2017 to 2022, has said that Tesla is using a small number of vehicles that drive around and use a Waymo-like suite of onboard sensors to create the Tesla driving system's maps. He said this enables Tesla to use some of the same rich data that Waymo and its competitors do, and then deploy that AI on its regular vehicles that are far cheaper to produce.

But having this small unit of Waymo-like vehicles somewhat undermines Musk's claims that the data from Tesla customers' vehicles is sufficient.

Tesla owners like to document their use of its technology, and they have posted a great deal of evidence that undercuts the argument that its vehicles can operate safely with only cameras.

Tesla's current FSD software can drive on most surface streets and highways, but requires vigilant monitoring by the person behind the wheel because it can make sudden and potentially catastrophic decisions. Social media is full of recent videos of such moments -- cars attempting to turn directly into the path of other vehicles, blowing through red lights and failing to stop for a train in foggy conditions.

Federal auto-safety regulators recently announced that they are investigating Tesla over the role its FSD system has played in fatal crashes.

Tesla didn't respond to several requests for comment on its self-driving systems.

Tesla's own operating manuals specify its system can be blinded by direct sun, fog, or other inclement weather. Other self-driving systems that rely on sensors such as radar and lidar can navigate these types of conditions.

"Tesla's computer vision-only approach is never going to work," says Mary Cummings, a professor of computer science at George Mason University and director of its autonomy and robotics center.

A longtime critic of Tesla's autonomous-driving program -- Musk has publicly complained about her -- Cummings recently served as senior safety advisor to the National Highway Traffic Safety Administration, which regulates self-driving tech. She thinks the only way for Tesla to even begin to seriously pursue fully autonomous driving is to change its approach to sensors, by adding more.

Meanwhile, Tesla still needs to get permission to test its vehicles on the road using safety drivers, as Waymo and others have.

"I think it might be true that to get to a completely autonomous vehicle, where it never needs remote assistance, you might need something close to human level intelligence," says Lee. "I do not think that's a case for optimism for Tesla, because if you look at the companies that are trying to build [that], it seems to me they're still pretty far from it.""  [1]

1. EXCHANGE --- Keywords: Elon Musk's Overly Ambitious Plans for Robotaxis --- Tesla is pushing to build true self-driving vehicles by 2026. The way its CEO wants to get there seems risky. Mims, Christopher.  Wall Street Journal, Eastern edition; New York, N.Y.. 02 Nov 2024: B.1.

Ar aksionai gali išgelbėti visatą?


  „Ieškoma kai kurių trapiausių materijos ir energijos gumuliukų, apie kuriuos kada nors svajojo fizikai. Jie tamsesni už naktį, vos svaresni už mintį ir pavadinti skalbinių ploviklio vardu. Tačiau aksionai, kaip jie vadinami, gali sudaro didžiąją dalį mūsų visatos materijos, sudarydamos nematomus galaktikų skeletus ir šviesos grandines, kurios puošia astronomų dangų. Jų egzistavimo patvirtinimas sujauktų kai kurias giliausias gamtos teorijas.

 

 „Beveik 10 metų dirbame paieškos režimu ir bet kurią dieną galime padaryti atradimą“, – sakė Gray Rybka, Vašingtono universiteto fizikas, „Axion Dark Matter eXperiment“ arba ADMX atstovas. Sietle, kuris bando užburti aksionus galingais magnetiniais laukais.

 

 Astronomai taip pat ieško užuominų, kad aksionai egzistuoja, analizuodami, kaip sukasi juodosios skylės, ir kūdikių galaktikų formas, kurias atskleidė Jameso Webbo kosminis teleskopas. Tačiau iki šiol jų niekas nerado.

 

 Sėkmė suteiktų didelę užuominą į vieną didžiausių kosmoso paslapčių: iš ko sudaryta visata?

 

 Ženklai iš dangaus

 

 Astronomai, stebintys žvaigždžių ir galaktikų judėjimą, nenoriai padarė išvadą, kad visatoje yra daug daugiau, nei galima pamatyti tiesiogiai iš teleskopų. Paprastoji medžiaga, sudaranti žvaigždes, planetas, galaktikas ir mus, sudaro tik šeštadalį visatos materijos. Likusi dalis yra vadinamoji tamsioji materija, nematoma ir nuošali, bet turinti pakankamai gravitacijos, kad išlaikytų matomą visatą kartu.

 

 Daugybė dalelių buvo iškeltos kaip kandidatės į tamsiąją medžiagą. Tačiau populiariausios yra tos, kurios užpildo standartinio modelio, geriausio, jei netobulo, žmonijos gamtos modelio ir jį skatinančių jėgų, spragas.

 

 Dešimtmečius mokslininkai savo tamsiosios materijos viltis ir svajones lažina dėl silpnai sąveikaujančių masyvių dalelių, įžūliai žinomų, kaip WIMP. Aštuntajame dešimtmetyje jie susilaukė palankumo kaip ryškus teorijos, vadinamos supersimetrija, bruožas, sukurtas išspręsti gilias standartinio modelio problemas. WIMP buvo nematomi, sąveikavo su visata daugiausia per gravitaciją ir svėrė šimtus ar net tūkstančius kartų daugiau, nei protonai. Būdami sunkūs subatominėmis svarstyklėmis, jie taip pat buvo lėti, palyginti su šviesos greičiu.

 

 Tokios dalelės buvo kaip tik tai, ko kosmologams reikėjo užpildyti savo visatą.

 

 „WIMP buvo numatytoji prielaida, nes WIMP buvo stebuklas“, - sakė Luna Zagorac, dalelių kosmologė iš Perimetro teorinės fizikos instituto Vaterlo mieste. „Visi nori, kad stebuklas būtų tikras“.

 

 Milijonai dolerių buvo išleisti, kuriant vis didesnius ir tikslesnius detektorius giliai po žeme arba kalnų šlaituose, tikintis rasti WIMP. Tačiau LZ Dark Matter Experiment, galingo didelio hadronų greitintuvo CERN ir kitų detektorių paieškos ir toliau lieka tuščios, o tai rodo, kad nepagaunamos dalelės yra nepasiekiamos eksperimentams, bent jau artimiausioje ateityje.

 

 Galbūt, atėjo laikas planui B, sako kai kurie mokslininkai.

 

 „Atsižvelgiant į tai, kad po dešimtmečių ieškojome tuščiai“, – elektroniniame laiške rašė Jeilio universiteto astrofizikė Priyamvada Natarajan, „atrodo gana natūralu pradėti ieškoti toliau. Aksionai, pridūrė ji, „man atrodo įtikinami kandidatai“.

 

 „Aksionų“ dėklas

 

 Tamsiosios materijos prigimtis buvo pradėta atidžiau tyrinėti, nes mokslininkai daugiau sužinojo apie labai ankstyvą visatą, kai iš Didžiojo sprogimo nuolaužų iškilo pirmosios žvaigždės. Atrodo, kad ankstyviausios galaktikos buvo per didelės, per ryškios, ir jų buvo daugiau, nei prognozavo WIMP pagrįstos teorijos.

 

 Aksionai, jei jie egzistuoja, galėtų pasiūlyti paaiškinimą. Dabartinės teorijos nenumato jų masės, tik tai, kad aksionai beveik nesąveikauja su medžiaga ir juos sunku sugauti.

 

 Pirmą kartą aksionai buvo sukurti 1977 m., kai Kalifornijos universiteto Los Andžele fizikas teoretikas Roberto Peccei ir tuomet Stanfordo universiteto dalelių fizikė Helen Quinn pasiūlė šiek tiek modifikuoti teoriją, kuri valdo stiprias branduolines jėgas. Be kita ko, pakeitimas paaiškintų, kodėl neutronai, neutraliai įkrauti atomo branduolio blokai, nėra elektriškai nukrypę, kaip turėtų būti pagal standartinį modelį.

 

 „Mes susijaudiname bet kada, kai teorija ką nors numato ir ji yra neteisinga“, - sakė daktaras Rybka. "Tai puiki vieta ieškoti naujos fizikos."

 

 Frankas Wilczekas, M.I.T. fizikas teorinis, ir Stevenas Weinbergas iš Teksaso universiteto Ostine savarankiškai suprato, kad Peccei-Quinn modifikacija reiškia naujos dalelės egzistavimą. Daktaras Wilczekas pavadino ją aksionu.

 

 „Prieš kelerius metus mano akį patraukė prekybos centro ekspozicija su ryškiaspalvėmis skalbinių ploviklio, pavadinto Axion, dėžėmis“, – 2016 m. Quanta Magazine esė rašė daktaras Wilczekas. „Man pasirodė, kad „aksionas“ skamba, kaip dalelės pavadinimas ir tikrai turėtų toks būti“.

 

 Daktaras Wilczekas ir kiti taip pat suprato, kad, kaip ir WIMP, tam tikros masės aksionai turi daug tamsiajai medžiagai reikalingų savybių. Jie turėtų sverti vos kelias milijonąsias elektronų voltų – dalelių fizikų pirmenybę teikiančių masės ir energijos vienetų. (Palyginimui, jūsų išmaniajame telefone šokantys elektronai sveria apie pusę milijono elektronų voltų.)

 

 Tačiau teoriškai aksionai ir „į aksionus panašios“ dalelės gali būti bet kokio dydžio ar masės, o tai turi drastiškų padarinių visatai. Įvairios rūšys gali atlikti tamsiosios materijos, jungiančios galaktikas, vaidmenį, iškraipyti kosminį mikrobangų foną, užpildantį erdvę radiacija, likusia po Didžiojo sprogimo, arba netgi prisidėti prie vadinamosios tamsiosios energijos, dėl kurios visata nuolat plečiasi vis greičiau.

 

 Stygų teorija – išgirta ir iki šiol nepatikrinta „visko teorija“ – pilna į aksioną panašių dalelių. Daugiau, nei vienos, rūšies aksionų atradimas gali būti pirmasis eksperimentinis stygų teorijos įrodymas, sakė Stenfordo universiteto fizikas Teorinis Savasas Dimopoulosas.

 

 Medžioklė tamsoje

 

 Tikslas yra tik išsiaiškinti, kaip jį sugauti.

 

 Paieškos nukelia fizikus į subatominę sritį, kur keisti kvantinės mechanikos dėsniai nurodo, kad viskas, įskaitant tamsiąją materiją, egzistuoja ir kaip dalelė, ir kaip banga. 

 

WIMP yra sunkūs, todėl elgiasi kaip nešvankios dalelės, atsimušdamos nuo atomų kaip į stalo teniso kamuoliukus atsitrenkiantys boulingo kamuoliukai. Axionų yra įvairių; tie, kurie galėtų atlikti tamsiosios medžiagos vaidmenį, yra lengvi ir iš esmės veikia, kaip bangos.

 

 Turint tokią mažą masę, aksionai ilgai buvo laikomos nepasiekiamais eksperimentams. Tačiau dėl kvantinių skaičiavimų ir kriogenikos pažangos aksionų paieška tapo labiau įmanoma.

 

 1983 m. Floridos universiteto fizikas Pierre'as Sikivie pasiūlė, kad stipriame magnetiniame lauke aksionas gali virsti fotonu – dalele, kuri skleidžia šviesą. Ši įžvalga padėjo pagrindus tokiems eksperimentams, kaip ADMX.

 

 Šiandien labiausiai žinomas būdas ieškoti aksionų yra naudoti „didžiausią ir blogiausią magnetą, kokį tik galite rasti“, – sakė dr. Rybka. ADMX yra sukurtas aplink superlaidų elektromagnetą, kuris yra 100 000 kartų stipresnis už Žemės magnetinį lauką, apsuptą dideliu variniu kanistru, atšaldytu iki dešimtosios laipsnio virš absoliutaus nulio. Kai tinkamo dydžio ašis prasiskverbia pro šią įmagnetintą ertmę, ji sukuria mikrobangų kaskadą, kuri sukelia kameros rezonavimą.

 

 Dr. Rybka eksperimentą palygino su AM radiju: lėtai sureguliuokite rankenėlę, keisdami skardinės rezonansinį dažnį, ir klausykitės per statinį, kol rasite ieškomą stotį arba dalelę. Mikrobangų dažnis, pasak jo, priklauso nuo aksionų masės.

 

 Tokie eksperimentai kaip ADMX jau nustatė, kad tam tikros masės aksionai neegzistuoja. Tačiau tyrinėti liko labai daug.

 

 „Jei žaidi toje smėlio dėžėje, tai labai smagu žaisti“, – sakė dr. "Bet jei bandote rasti toje smėlio dėžėje įkastą adatą, sėkmės."

 

 Kitaip tariant, eksperimentuotojai turi savo darbą. Tik 2018 m., po daugiau, nei 20, veiklos metų, ADMX komanda paskelbė, kad jos eksperimentas pagaliau buvo pakankamai geras, kad būtų galima pradėti tirti teoriškai perspektyviausias tamsiosios medžiagos aksionų mases.

 

 „Bet kurią dieną galime padaryti atradimą, nes mes tik sulėtiname šio dažnio derinimą“, – neseniai sakė daktaras Rybka.

 

 Prisiderinant prie kosmoso

 

 Kol kas aksionų medžioklė gali apsiriboti laboratorijomis. Tačiau mokslininkai mano, kad vieną dieną jie gali būti aptikti kosmose. „Yra būdas, kuriuo astrofizika gali sukurti šią dalelę ir gali ją pagaminti net jei tai nėra tamsioji medžiaga“, – sakė daktaras Dimopoulosas.

 

 Tam tikro dydžio aksionai gali siurbti energiją iš besisukančių juodųjų skylių, procese, vadinamame superspinduliavimu. Dėl to gali atsirasti tam tikro dydžio juodųjų skylių trūkumas, kurį stebi detektoriai, tokie, kaip lazerinio interferometro gravitacinių bangų observatorija.

 

 Neseniai atliktas tyrimas rodo, kad aksionų debesys pulsuojančių žvaigždžių magnetosferose gali virsti mikrobangomis, pavyzdžiui, natūralia, kosmoso ADMX versija. Tada reiškinio skleidžiamus signalus būtų galima išmatuoti, ant žemės esančiais, radijo teleskopais.

 

 Axionus netgi gali sukurti saulė, o jų ieškoma, atliekant tokius eksperimentus, kaip CERN Axion saulės teleskopas Šveicarijoje.

 

 „Mes nežinotume, ar tai tamsioji materija“, – apie saulės aksionus sakė Aaronas Manalaysay, WIMP tyrėjas iš Lawrence'o Berkeley nacionalinės laboratorijos. "Bet mes žinotume, kad visata leidžia šią dalelę."

 

 Kita viliojanti galimybė, vadinama neaiškia tamsiąja medžiaga, pagavo kai kurių kosmologų vaizduotę.  Galaktikoje „ultralengvi“ aksionai, kurių bangos ilgis siekia šimtus šviesmečių, gali trukdyti vienas kitam ir palikti mažyčius siūlus ir mazgus matomoje galaktikos dalyje.

 

 Žvaigždės, einančios per šį nelygų erdvėlaikį, pumpuotų energiją į galaktiką, sukeldamos jos ryškumo svyravimus, sakė Kolumbijos universiteto astrofizikas Jeremiahas Ostrikeris. „Man patinka aksionai, nes jie įkaitina žvaigždes“, – sakė jis.

 

 Tačiau iki šiol itin lengvi aksionai neatsiliepė į daktaro Ostrikerio meilę. Jų vis dar trūksta, jų neaiškios savybės per mažos, kad jas būtų galima išspręsti, naudojant šiuolaikinius optinius teleskopus.

 

 Visų šių modelių trūkumas yra prielaida, kad visatoje yra tik vienos rūšies tamsioji medžiaga. Galų gale, kodėl tamsioji visatos pusė turėtų būti mažiau įdomi ar sudėtinga, nei ta, kurią matome?

 

 Taigi kol kas žiuri vis dar nėra, o visata yra plačiai atvira. Daktarė Zagorac nėra tikra, kad per jos gyvenimą bus aptikta aksionų ar bet kokios rūšies tamsiosios medžiagos. „Mums gali pasisekti“, – sakė ji. „Bet iki tol tai yra mano smėlio dėžė, kurioje galiu žaisti.“ [1]

 

1. Can Axions Save the Universe? Overbye, Dennis; Miller, Katrina.  New York Times (Online) New York Times Company. Nov 1, 2024.