Los automóviles autónomos han sido por varios años el eslabón perdido de los sistemas informáticos. Hoy en día, la Inteligencia Artificial está presente en aspectos de la vida diaria como el comercio electrónico, las redes sociales o los algoritmos de plataformas como Netflix, pero todavía no han hecho su aparición completamente en el terreno automotriz. Pese a esfuerzos de compañías como Tesla, todavía no existe un automóvil que pueda manejarse enteramente solo con plena confianza.
Si bien los esfuerzos en el mundo físico todavía tienen más camino por recorrer, en mundo virtual la Inteligencia Artificial ya nos ha superado. GT Sophy es la creación de Sony AI que nace con un único objetivo: ganar carreras en Gran Turismo corriendo contra los mejores corredores que la humanidad puede ofrecer.
Entendiendo la tecnología
Para quienes no lo conocen, Gran Turismo es una de las franquicias de simulación de carreras a motor más populares del mundo de los videojuegos. Desde su primer videojuego, publicado en 1997 para la consola PlayStation, Gran Turismo se ha caracterizado por ser uno de los simuladores más realistas en términos de conducción y de la física de los automóviles. Si manejar un automóvil es difícil para una IA, ahora imaginemos que lo debe hacer a 300 km/h.
Aunque un humano puede analizar y decantar información en tiempo real, la IA debe en cambio crear datos y detectar patrones para su aprendizaje. “La IA desempeñará un papel absolutamente clave en la escala de la tecnología a cada nivel adicional de autonomía, al consumir y analizar las cantidades masivas de datos y convertirlos en algo útil”, dice Jeffrey Osier-Mixon, arquitecto principal de la comunidad en la Oficina del CTO de Red Hat enfocado al sector automotriz.
En un ambiente de carreras, además de la velocidad, también existen elementos importantes como el control de la aceleración en las curvas, la dinámica y el control del aire, tácticas para defender o ganar posiciones además de mantener siempre una competencia limpia. GT Sophy tiene todas estas capacidades, y es el producto de Sony AI, Polyphony Digital –desarrolladores de Gran Turismo– y Sony Interactive Entertainment.
Sophy es una IA entrenada utilizando algoritmos de Deep learning, creados específicamente para su uso en Gran Turismo. La IA tiene acceso a parámetros como la velocidad del auto, la aceleración, la carga en cada neumático y los ángulos de las ruedas con respecto al asfalto. En términos de controles, Sophy solamente tiene acceso a aceleración, frenos y girar a la izquierda y derecha.
Hablando para la revista Nature, que publicó la investigación científica, Peter Wurman, director de Sony AI America, explicó que durante el entrenamiento le dieron recompensas a Sophy por tener mejores tiempos o pasar otro automóvil y castigos por salirse del camino o golpear competidores. “Para asegurarnos de que aprendía a comportarse en escenarios de competición, pusimos al agente [Sophy] en muchas situaciones de carrera diferentes con varios tipos de adversarios. Con suficiente práctica, a través de ensayo y error, fue capaz de aprender cómo reaccionar ante los otros automóviles”, explicó.
Una inteligencia diferente
Uno de los obstáculos tal vez más aparentes está en el hardware de GT Sophy. Aunque una consola como el PlayStation 5 tiene por dentro uno de los chips de procesamiento más avanzados del mercado, lo cierto es que su rendimiento se queda corto para hacer análisis en tiempo real, procesar los datos y ejecutar acciones basadas en esto en tiempo real y además competitivamente en un ambiente de carreras.
En el caso de Sophy, las simulaciones de aprendizaje se hicieron con versiones especiales del juego Gran Turismo Sport en PlayStation 4 con carreras de 20 automóviles para acelerar el proceso. Estos son analizados en servidores para el procesamiento de Inteligencia Artificial y Machine Learning utilizando tarjetas Nvidia A100 o V100 –las más capaces actualmente–. Este proceso acaba creando modelos que luego pueden ser ejecutados en hardware más modesto, como las consolas.
“El aprendizaje de Sophy se procesa en paralelo utilizando recursos informáticos en la nube, pero si solo se ejecuta una red neural ya aprendida, una PS5 local es más que suficiente”, explicó Kazunori Yamauchi –director de Gran Turismo– para la revista Nature. “La asimetría de esta potencia de cálculo es una característica general de las redes neuronales”.
Este concepto de asimetría, sin embargo, no solamente existe para GT Sophy, sino que de hecho se ha convertido en uno de los grandes pilares en la creación de automóviles autónomos en el mundo físico. Osier-Mixon, de Red Hat, explica que en teoría cada uno de los vehículos autónomos en las calles se convertiría en “un poderoso dispositivo de computación en el borde en sí mismo”.
Por ejemplo, un mapa puede depender de grandes servidores externos para su capacidad de redirigir si pierdo un giro. Pero si el automóvil está trabajando para evitar un accidente en milisegundos, se necesitará mucha más potencia informática. Es por eso que exploramos la tecnología en el borde, en el vehículo, en lugar de solo en el centro de datos.
Jeffrey Osier-Mixon, arquitecto principal de la comunidad en la Oficina del CTO de Red Hat enfocado al sector automotriz.
¿Aplicaciones reales?
Este parecido de GT Sophy frente a sistemas convencionales hace pensar inmediatamente en las aplicaciones que puede tener este tipo de investigaciones en el futuro de la movilidad. Si bien es difícil traducir el ambiente controlado de la simulación de carreras a aplicaciones en el mundo físico con muchas variables, lo cierto es que el verdadero desarrollo está en el mutuo entendimiento.
Osier-Mixon explica que cuando hablamos de aprendizaje de máquina, las simulaciones son un elemento primordial. “Las simulaciones son tan útiles que el concepto de ‘gemelo digital’ se está convirtiendo en la corriente principal, lo que significa que se crea una versión digital de un elemento físico planificado o existente para realizar pruebas”, explicó.
GT Sophy representa, de cierta forma, uno de los experimentos más grandes en la creación de un gemelo digital aplicado a los videojuegos, pero con ramificaciones que se extienden hasta el mundo físico. Sophy fue capaz de vencer a los mejores conductores de Gran Turismo en el mundo, lo que al mismo tiempo también demuestra el potencial que existe para crear sistemas inteligentes que mejoren el ambiente de movilidad.
Los videojuegos de simulación de carreras a motor son tal vez uno de los géneros más populares, y su expansión hacia nuevas fronteras por parte de desarrolladores como Sony o Microsoft también pueden aportar valor real al futuro de los automóviles. En palabras de Osier-Mixon: “A menudo nos encontramos [en el camino] con experiencias que no podríamos haber predicho. Será interesante ver cómo la industria aborda consideraciones como ésta a medida que avanza la tecnología”.
Imagen principal: Sony
