从帮助机器像人类一样“看”世界

到识别极小分子的机器

再到分析外太空庞大结构的工具

深度学习领域的一项技术进展

所能实现的种种可能

超乎你的想象

这项突破性的技术,就是球面卷积神经网络(spherical Convolutional Neural Networks,缩写CNNs),通过CNNs的处理,机器可以看到并识别三维空间中的物体。这正是人工智能(AI)发展的前沿领域。

Qualcomm AI研究重大进展,让机器像人一样看世界

Qualcomm CNNs研究获得ICLR殊荣

Qualcomm Technologies 荷兰研究人员 Taco Cohen 和 Max Welling 及其合作伙伴,通过与阿姆斯特丹大学联合撰写的《球面CNNs》论文荣获“国际学习表征大会(ICLR)2018年度最佳论文奖”。

ICLR 主要发布人工智能(AI)和机器学习方面的最新研究,现已举办到第六届。蒙特利尔大学的 Yoshua Bengio 和纽约大学/Facebook 的 Yann LeCun 共同担任 ICLR 2018 的主席。在全球顶尖 AI 实验室提交的约 1,000 篇投稿中,AI领域最具创新性和影响力的研究被授予最佳论文奖的殊荣。

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该球面 CNN 论文引入了构建 CNNs 的新型数学架构,可鲁棒地分析球面图像,并不会受到曲面失真的影响。这是因为:球面 CNN 具有针对旋转的“等变”特性,它意味着该网络学习到的内部表征会与输入信息同步旋转。从实验的结果来看,球面 CNNs 在两项截然不同的任务上可实现出色的预测精度:球面图像 3D 模型识别和原子化能量预测(一项重要的化学问题)。

球面CNNs为什么重要

过去几年,深度学习——尤其是 CNNs——已彻底变革了 AI,语音识别、视觉对象识别、自然语言处理及其他领域均出现突破性成果。CNNs 很擅长分析线性信号,例如音频或文本、图像或视频,因其具备可识别模式的内在能力,而不管其空间或时间位置如何。

但在如汽车、无人机和机器人等多个应用中,我们都希望学习的信号留存在球体上。在科学应用中也存在大量球面信号,从地球科学到天体物理学都有相关案例。

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分析此类球面信号的一个方法是把信号投影到平面上,并借助 CNN 来分析结果。但根据制图学,任何此类“地图投影”都会导致扭曲失真,让部分区域看起来比实际尺寸更大或更小。这会使 CNN 变得无效,因为随着对象在球体上移动,它们看上去不仅只是在地图上移动,而且还会显得缩小和拉伸。

如何使用球面CNNs

球面CNNs在物联网(IoT)、机器人、自动驾驶汽车、增强现实(AR)和虚拟现实(VR)领域都有诸多应用。借助面 CNNs 对物体侦测与识别的改善,无人机将能在几分钟内把包裹送到你的家门口。而在 AR 方面,一整组摄像头所拍摄的360度房间全景可融入至单球面图像中,并精确覆盖虚拟物体。

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Qualcomm 对此项工作可能带来的上述应用和其他转换应用倍感兴奋,我们也正在积极推动此项研究及其他数据高效学习研究。

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