Многие водители хорошо знают — и даже говорят об этом вслух в эмоциональной форме — что один недостаточно опытный или плохо подготовленный участник дорожного движения способен парализовать трафик на городском перекрестке, а то и остановить движение на целой улице. Но верно ли обратное — может ли небольшая пропорция очень умелых водителей способствовать уменьшению транспортных пробок? На 2-й конференции по машинному обучению в Цюрихе исследователи из Калифорнии доложили, что так оно и есть, о чем сообщает статья в Science. При этом в качестве «умелых водителей» они использовали самообучающийся искусственный интеллект — тот самый, которому вскоре предстоит взять на себя управление автомобилями-беспилотниками на улицах городов.
Исследователи использовали разработанный ими интерфейс SUMO, напоминающий видеоигру. В этой игре «автомобили» движутся по нескольким типам дорог. Во-первых, это замкнутый контур в виде восьмерки с одним центральным нерегулируемым перекрестком. Во-вторых, слияние второстепенной дороги с главной, с уменьшением числа рядов. Наконец, рассматривался трафик в городе с прямоугольной планировкой кварталов, наподобие той, что реализована в центре Манхэттена. Большая часть автомобилей двигались в потоке так, как обычно движутся машины, управляемые людьми, однако к ним добавлялось небольшое число автомобилей, управляемых самообучаемой программой.
Было использовано четыре алгоритма, использовавшие «обучение с подкреплением» — то есть овладевавшие навыками вождения методом проб и ошибок. В случае «восьмерки» и слияния дорог один алгоритм управлял движением всех «беспилотников», а в прямоугольной уличной сети ему было поручено переключать сигналы светофоров.
Результаты оказались весьма впечатляющими. Чтобы удвоить среднюю скорость движения, на «восьмерке» оказалось достаточно заместить беспилотником каждый 14-й автомобиль, а на слиянии рядов — каждый десятый. Ускорение достигалось за счет того, что программа точно контролировала дистанцию до впереди идущего автомобиля, уменьшая частоту торможений, так что у водителей, двигающихся за беспилотником, также не возникала необходимость в остановках. Что касается виртуального Манхэттена, там разумное переключение светофоров увеличило пропускную способность на 7%.