对于空中机器人来说,以快速而健壮的方式倒置着陆是一项艰巨的壮举,尤其是完全取决于板载感应和计算。尽管如此,这项壮举通常由蝙蝠,苍蝇和蜜蜂等生物传单进行。我们以前的工作已经确定了一系列板载视觉提示与运动学动作之间的直接因果关系,这些关系允许在小型空中机器人中可靠地执行这种具有挑战性的特技操纵。在这项工作中,我们首先利用深入的强化学习和基于物理的模拟来获得从任何任意方法条件开始的一般最佳控制策略,以实现强大的倒置着陆。这项优化的控制策略提供了从系统的观察空间到其电动机命令动作空间的计算效率映射,包括触发和控制旋转操作。这是通过训练系统在大量和方向变化的大量进式飞行速度上进行训练。接下来,我们通过在仿真中改变了机器人的惯性参数,通过域随机化对学习策略进行了模拟策略的传输和实验验证。通过实验试验,我们确定了几个主要因素,这些因素极大地改善了着陆鲁棒性和确定倒置成功的主要机制。我们希望这项研究中开发的学习框架可以推广以解决更具挑战性的任务,例如利用嘈杂的板载感觉数据,降落在各种方向的表面上或降落在动态移动的表面上。
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倒置着陆是一种在空中机器人中执行的具有挑战性的壮举,特别是没有外部定位。然而,它经常通过蜜蜂,苍蝇和蝙蝠等生物传递器进行。我们之前对苍蝇着陆行为的观察表明其推定的视觉提示与所执行的空中机动的运动学之间的开环因果关系。例如,旋转机动程度(因此在触摸之前的身体反转)和腿部辅助体挥杆的量取决于苍蝇的初始体状态,同时接近天花板。在这项工作中,通过使用基于物理的模拟进行实验验证,我们系统地研究了如何优化的倒置着陆操纵如何取决于具有不同幅度和方向的初始接近速度。这是通过分析推定的视觉提示(可在最佳的机动轨迹期间衍生出推定的视觉提示来完成的。我们识别了一个三维策略区域,可以在不使用外部定位数据的情况下开发到全局反转着陆策略的映射。此外,我们还调查了一系列着陆齿轮设计对优化着陆性能的影响,并确定了它们的优缺点。以上使用有限的实验测试部分验证了上述结果,并继续通知并指导我们未来的实验,例如通过应用计算的全球政策。
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Regularising the parameter matrices of neural networks is ubiquitous in training deep models. Typical regularisation approaches suggest initialising weights using small random values, and to penalise weights to promote sparsity. However, these widely used techniques may be less effective in certain scenarios. Here, we study the Koopman autoencoder model which includes an encoder, a Koopman operator layer, and a decoder. These models have been designed and dedicated to tackle physics-related problems with interpretable dynamics and an ability to incorporate physics-related constraints. However, the majority of existing work employs standard regularisation practices. In our work, we take a step toward augmenting Koopman autoencoders with initialisation and penalty schemes tailored for physics-related settings. Specifically, we propose the "eigeninit" initialisation scheme that samples initial Koopman operators from specific eigenvalue distributions. In addition, we suggest the "eigenloss" penalty scheme that penalises the eigenvalues of the Koopman operator during training. We demonstrate the utility of these schemes on two synthetic data sets: a driven pendulum and flow past a cylinder; and two real-world problems: ocean surface temperatures and cyclone wind fields. We find on these datasets that eigenloss and eigeninit improves the convergence rate by up to a factor of 5, and that they reduce the cumulative long-term prediction error by up to a factor of 3. Such a finding points to the utility of incorporating similar schemes as an inductive bias in other physics-related deep learning approaches.
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Cryo Focused Ion-Beam Scanning Electron Microscopy (cryo FIB-SEM) enables three-dimensional and nanoscale imaging of biological specimens via a slice and view mechanism. The FIB-SEM experiments are, however, limited by a slow (typically, several hours) acquisition process and the high electron doses imposed on the beam sensitive specimen can cause damage. In this work, we present a compressive sensing variant of cryo FIB-SEM capable of reducing the operational electron dose and increasing speed. We propose two Targeted Sampling (TS) strategies that leverage the reconstructed image of the previous sample layer as a prior for designing the next subsampling mask. Our image recovery is based on a blind Bayesian dictionary learning approach, i.e., Beta Process Factor Analysis (BPFA). This method is experimentally viable due to our ultra-fast GPU-based implementation of BPFA. Simulations on artificial compressive FIB-SEM measurements validate the success of proposed methods: the operational electron dose can be reduced by up to 20 times. These methods have large implications for the cryo FIB-SEM community, in which the imaging of beam sensitive biological materials without beam damage is crucial.
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对黑暗时代和系外行星(Farside)进行无线电科学调查的遥远阵列是对Lunar Far Side的拟议任务概念,试图在100正方形的区域内部署和操作128双极化的阵列,偶极天线公里。所得的干涉射电望远镜将提供遥远恒星系统的前所未有的无线电图像,从而可以研究冠状质量弹出和能量颗粒事件的微弱无线电特征,还可以导致在其母星的居住区内检测到磁层周围的磁层。同时,Farside还将在一系列红移(z大约50-100)中以全球21厘米信号的全局信号来测量早期宇宙的“黑暗年龄”。阵列中的每个离散天线节点都通过通信和电源系绳连接到中央集线器(位于降落器)。节点是由Cold =可操作的电子设备驱动的,该电子设备连续监测极宽的频率(200 kHz至40 MHz),该频率超过了基于地球的望远镜的能力,该望远镜的功能由两个数量级。实现这种开创性的能力需要在月球表面上制定强大的部署策略,这对于现有高的TRL技术(演示或正在积极发展)是可行的,并且能够在下一代商业地面上传递到地​​表,例如蓝色Origin的蓝月亮着陆器。本文介绍了一种天线包装,放置和表面部署贸易研究,该研究利用了NASA的Jet Propuls实验室开发的束缚移动机器人的最新进展,该机器人用于部署平坦的,天线隔离的,带有光学通信和电源传输的磁带。功能。
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语言模型既展示了定量的改进,又展示了新的定性功能,随着规模的增加。尽管它们具有潜在的变革性影响,但这些新能力的特征却很差。为了为未来的研究提供信息,为破坏性的新模型能力做准备,并改善社会有害的效果,至关重要的是,我们必须了解目前和近乎未来的能力和语言模型的局限性。为了应对这一挑战,我们介绍了超越模仿游戏基准(Big Bench)。 Big Bench目前由204个任务组成,由132家机构的442位作者贡献。任务主题是多样的,从语言学,儿童发展,数学,常识性推理,生物学,物理学,社会偏见,软件开发等等。 Big-Bench专注于被认为超出当前语言模型的功能的任务。我们评估了OpenAI的GPT型号,Google内部密集变压器体系结构和大型基础上的开关稀疏变压器的行为,跨越了数百万到数十亿个参数。此外,一个人类专家评估者团队执行了所有任务,以提供强大的基准。研究结果包括:模型性能和校准都随规模改善,但绝对的术语(以及与评估者的性能相比);在模型类中的性能非常相似,尽管带有稀疏性。逐渐和预测的任务通常涉及大量知识或记忆成分,而在临界规模上表现出“突破性”行为的任务通常涉及多个步骤或组成部分或脆性指标;社交偏见通常会随着含糊不清的环境而随着规模而增加,但这可以通过提示来改善。
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我们通过与与前面令牌的局部相似度,通过调节从大语料库检索的文档块来增强自动回归语言模型。尽管使用25美元\时分,我们的检索增强型变压器(RetroCro)的检索增强型变压器(RetroCr)对GPT-3和侏罗纪-1获得了可比性的性能。微调后,复古表演转换为下游知识密集型任务,如问题应答。复古结合了冷冻BERT猎犬,一种可微分的编码器和块状的横向机制,以预测基于数量级的令牌,而不是训练期间通常消耗的数量。我们通常从头开始训练复古,还可以快速改造预先接受的变压器,通过检索,仍然达到良好的性能。我们的工作通过以前所未有的规模开辟了通过显式内存改进语言模型的新途径。
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在商业风能发电中,风力涡轮机叶片的监测和预测维护原位是一个重要任务,其通过来自无人驾驶飞行器(UAV)的空中调查的远程监测是常见的。随着时间的推移,涡轮机叶片易于运行和基于天气的损伤,降低涡轮机的能效输出。在这项研究中,我们解决了刀片检测和提取的其他耗时的任务,以及无人机捕获的涡轮叶片检查图像中的故障检测。我们提出了Bladenet,一种基于应用的强大的双架,以执行无监督的涡轮叶片检测和提取,然后使用简单的线性迭代聚类(SLIC)方法来产生区域集群。然后通过一套半监督检测方法处理这些簇。我们的双架架构检测玻璃纤维复合材料刀片的表面故障,高才能,同时需要最小的现有手动图像注释。 Bladenet在我们的{\ O} RSTED刀片检查数据集中为海上风力涡轮机进行了0.995的平均精度(AP),以及丹麦技术大学(DTU)Nordtank涡轮刀片检测数据集的0.223。 Bladenet还在{\ o} rsted刀片检查数据集中获得了表面异常检测的0.639的AUC。
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粒状干扰在软机器人中的应用是最近和有希望的新技术,为创建更高的性能机器人设备提供令人兴奋的可能性。通过在含有颗粒物质内的膜内的真空压力施加真空压力来实现粒状干扰,并且从设计角度来看特别是有趣的,因为可以利用设计参数的多种设计参数来诱导各种有用的行为。迄今为止,已经研究了变量(如晶粒形状和尺寸)以及膜材料的效果作为诱导定制抓握性能的手段,但是由于其特定地,尚未研究其他主要贡献因素,膜形态膜形态学两种准确建模和制造的复杂性。该研究介绍了优化颗粒干扰夹具的膜形态,组合多材料3D打印和进化算法来搜索Materio中的各种形态设计空间的研究。在单个运行中打印整个几代,并测试夹持器保持力并用作健身测量。我们的方法是相对可扩展的,规避需要建模,并保证所考虑的夹具的真实表现。结果表明,膜形态是夹具性能的关键决定因素。可以看到常见的高性能设计以优化粒状夹持器产生抓地力的所有三种主要识别机制,与标准夹持形态有显着不同,并概括跨越一系列测试对象。
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AI正在经历范式转变,随着模型的兴起(例如Bert,Dall-E,GPT-3),这些模型经过大规模的数据训练,并且可以适应广泛的下游任务。我们称这些模型基础模型来强调其至关重要但不完整的特征。该报告提供了基础模型的机会和风险的详尽说明,包括其功能(例如语言,愿景,机器人技术,推理,人类互动)和技术原则(例如,模型架构,培训程序,数据,系统,安全,安全性,评估,理论)对其应用(例如法律,医疗保健,教育)和社会影响(例如不平等,滥用,经济和环境影响,法律和道德考虑)。尽管基础模型基于标准的深度学习和转移学习,但它们的规模导致了新的新兴能力,以及它们在许多任务中的有效性都激发了同质化。同质化提供了强大的杠杆作用,但要求谨慎,因为基础模型的缺陷均由下游的所有适应模型继承。尽管即将广泛地部署基础模型,但我们目前对它们的工作方式,失败以及由于其新兴属性的影响而缺乏清晰的了解。为了解决这些问题,我们认为基础模型的许多批判性研究都需要与他们的基本社会技术性质相称。
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