最近我儿子过生日,吵着要买一台新的遥控车,我瞅着购物网站上那些动辄几百块、号称能漂移能越野的模型,心里直犯嘀咕:这钱花得值吗?玩两天是不是又扔角落积灰了?
正犹豫着,脑子里突然蹦出个念头,咱不是整天琢磨AI工具吗?现在开源项目这么多,各种传感器、微型主板便宜得像白菜,干嘛不自己动手,搞一辆能“自己学走路”的AI小车?这可比单纯的遥控刺激多了——你不是在控制它,而是在“训练”它,看着一个“电子脑”从跌跌撞撞到满屋乱窜,那成就感,绝了。
说干就干,这玩意儿听起来高大上,其实拆解开,核心就三块:硬件身子骨、软件大脑、还有训练模型的“驯兽”过程。
是拼装它的“物理身体”。 这部分其实最像玩乐高,你需要一个底盘、几个电机轮子、一块开发板(比如树莓派或Jetson Nano这类更擅长跑AI的)、一个摄像头(它的“眼睛”)、几个超声波或红外避障传感器(它的“触角”),再配上电池和驱动板,成本控制得好,几百块就能搞定,比不少高端玩具车还便宜,关键是,所有零件你都能摸得着,线路都得自己接,当它第一次通上电,轮子“嘎达”一声转起来的时候,那感觉,就像弗兰肯斯坦博士看到了自己造出的怪物动了起来——虽然这“怪物”可能只会原地转圈。
是给它注入“灵魂”,也就是软件和模型。 这才是真正有趣,也最容易让人头大的部分,现在的AI小车,主流玩法已经不是靠你一行行写死代码(“看到障碍左转30度”)了,那太笨,环境一变就傻眼,我们用的是更接近“教小孩”的方法:强化学习。
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你不需要告诉它具体怎么开车,你只需要定下规则:顺利往前走?加分!撞到东西?扣大分!就把小车放到一个环境里(比如客厅,或者你在电脑上模拟的一个虚拟赛道),让它自己瞎逛去。
一开始,它绝对是个“智障”,动作完全随机,可能疯狂转圈,可能对着墙猛冲,磕得满头包(幸好它是铁的),但每次碰撞和移动,都是一个数据点,背后的模型(比如常听的PPO、DQN这些算法)就在不断消化这些数据,琢磨:“哦,上次那个动作扣分了,得少干;哎,这次转了个弯居然顺利前进了,这个感觉要记住。”
这个过程,就是模型训练,你会在电脑上看到一个曲线图,代表它的“平均得分”,一开始这曲线趴在地上,随着训练时间增加,它会慢慢抬头、往上爬,这感觉特别像在养成游戏里看角色成长,或者像熬鹰——只不过你熬的是一个硅基生命体,训练可以在实际小车上跑,但更高效的是先在电脑里用虚拟环境“模拟训练”成千上万次,等它“学了个大概”,再把训练好的模型灌进小车真跑,这能省下不知多少捡车和修轮子的功夫。
最上瘾的部分来了:调参和“驯化”。 模型训练不是设好就不管的,你得当它的“教练”,发现它总在某个弯道犹豫,可能是奖励设置不合理,直走给的分太高,它不敢冒险转弯?那就调整一下“奖励函数”,发现它学得太慢,像个榆木疙瘩?可能是神经网络结构太简单,或者学习率设得不对,调一调。
这个过程没有标准答案,全靠观察和感觉,有时候调了一个参数,它突然开窍了,流畅地绕过所有障碍,你能对着电脑屏幕乐半天,有时候改崩了,它行为变得诡异,比如开始不停转圈“刷分”,又得从头来过,这种不断试错、突然顿悟的反馈,非常游戏化,让人欲罢不能,你面对的已经不是一堆代码和零件,而是一个有“性格”、有“学习能力”的实体,我训练的那辆,就有点“怂”,离障碍老远就开始减速,而我朋友那辆则是个“莽夫”,喜欢贴边擦过,刺激得很。
当训练完成,你拔掉连接电脑的数据线,把它放在地上,它停顿一下,仿佛在感知这个世界,然后摄像头缓缓转动,识别出前方的通道,稳稳地启动、加速、绕过地上的拖鞋、在茶几脚边丝滑地划个弧线,直奔阳光下的阳台而去……那一刻,真的挺震撼的。
你清楚地知道,它的每一个决策,都源于你搭建的环境、你设定的规则、你调整的参数,它不是在执行预设程序,而是在运用一套自己“学来”的模糊策略,这种“创造智能”的体验,是玩任何现成玩具都无法给予的。
这个过程里坑也不少:焊接烧了芯片、代码bug导致电机发疯、训练了三天三夜结果模型过拟合只会跑一个赛道……但每一个坑,爬出来就是一份经验,网上有非常多的开源社区和教程,一群爱好者天天分享自己的失败和成功,氛围特别好。
如果你也对AI有点兴趣,动手能力不差,又厌倦了消费现成的科技产品,强烈建议你试试这个项目,它不只是做出一个玩具,而是完整地体验一次从硬件到软件、从数据到智能的创造闭环,你会对市面上那些自动驾驶的宣传,有更接地气的理解——原来让机器“学会”看路,是这么回事啊,既有原理的奥妙,又有工程的琐碎。
最后看一眼我儿子,他早就忘了要买遥控车的事,正蹲在地上,拿着个乒乓球在我那辆AI小车前面晃悠,试图“训练”它追球呢。
嘿,下一代“驯兽师”,看来已经上岗了。
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