碎纸复原,真的能做到!

作者: 互联网资讯  发布:2019-10-22

金沙澳门官网dkk 1

美国国防部高级研究计划局挑战赛:

今年10月29日,美国国防部高级研究计划局(DARPA)宣布了一场碎纸复原挑战赛(Shredder Challenge),旨在寻找到高效有效的算法,对碎纸机处理后的碎纸屑进行复原。

从无人驾驶到太空发射

据DARPA称,军方常常在战场上收集到撕碎的文件残片,恢复文件原样是一件望而生畏的艰巨任务,需要大量人手,进程十分缓慢。而有价值重要情报通常都是有时限的,过一段时间就会变得不值一文。目前学术界关于残片复原(reconstructing shredded documents)的问题有多种研究策略,全人工不可能,全自动也不可能,所以,主流解决方案是结合类似于拼图游戏的手工复原方法和进行匹配和搜寻的计算机算法。DARPA开启这场比赛的目的在于,一方面召集到计算机科学家、解谜爱好者或任何有天分的人,另一方面也能为寻找到最佳解决方案投石问路。同时,获胜者会获得50000美元的奖励。

当美国国会公布2001财年的国防授权法案时,在文件中第40页的几行内容——“实现无人驾驶、远程控制技术的部署将是军队的一个目标,到2015年,三分之一的地面作战车辆将是无人驾驶的”——让美国国防部高级研究计划局开始着手一项日后成为该机构最有效的技术任务——DARPA挑战赛。

其比赛规则设置得也很有意思。为了测试算法的有效性,赛事组委会挑选了五道智力题,写在五张纸上,再将这些纸分别投入碎纸机,形成碎片。参赛队伍不仅需要将这些纸张复原至能准确阅读其上的题目,还要做出正确的回答,才能获得相应的分数。根据纸张大小、破碎程度包括题目难度等因素,五道题目设置了不同的分数。

DARPA自2004首次启动技术挑战赛,2007年后更是平均每年推出一项以上的新技术挑战赛——项目涉及机器人、人工智能、传感器等先进科技。DARPA开创了一个军民融合的创新模式,即用挑战赛的方式来为一些最棘手的国家安全项目开发创新的解决方案。

这注定是一场高智商人群的挑战赛,吸引了全美9000支参赛队伍参与角逐。令人始料未及的是,预计在12月5日结束的比赛,提前两天便落下了帷幕,其原因是,宣布获胜的队伍领先优势太过明显,赛事已无悬念。

广州日报全媒体记者温俊华编译

这支参赛队伍的名字叫做“All Your Shreds Are Belong To U.S.”,由三名来自旧金山的程序员组成。其实这三个人的来头都不小,编写了iPhone上著名图片文字翻译软件WordLens的奥塔威奥·古德,长期专注于手机软件开发的卢克·阿朗索,和在洛克希德·马丁(航空航天军工企业)工作的肯思·沃克。

引人注目的竞争、挑战和奖励机制在激励创新者扩大人类表现和技术的边界方面十分有效:像艾美奖和奥斯卡这样的奖项激励着有创造力的个人和团队将他们各自的艺术推向新的高度;奥运会的声望和奖牌促使成千上万的运动员比以往任何时候都更快、更高、更强。

其解决方案是这样的。首先,该队伍设计出算法,基于纸张碎片的边缘性状等特征,能够自动搜寻到最可能匹配的纸张碎片对。接着,这三人号召众亲朋好友对这些可能的碎片对进行人工筛选。夜以继日的奋战之后,拼凑出了最后的结果。古德介绍说:“我们的算法基于计算机视觉、图形学,并且结合了传统的仿真软件,才能达到高效和有效。”

同样地,几个世纪以来,技术挑战赛一直为发明家和创新者提供激励:厨师、糖果商、泡菜制造商和烹饪创新者尼古拉斯·阿佩尔耗时15年时间发明了保存大量食物的技术,获得了法国政府在1795年颁发的1.2万法郎奖金;1829年,三位发明家共同出资550英镑,建造了一辆重量不到6吨,但能以每小时10英里的速度拉动20吨货物的机车;1979年,小保罗·麦克里迪领导的团队因乘坐自己研制的“游丝信天翁”飞越英吉利海峡而获得了10万英镑的克雷默人力飞行奖;1997年,IBM的“深蓝”国际象棋队因开发出第一个能打败世界象棋卫冕冠军的计算机程序而获得10万美元的弗雷德金奖金;2004年,莫哈韦航空航天公司因在两周内完成了两次飞行高度达到100公里的载人亚轨道飞行,获得了1000万美元的安萨里X奖。

在被问及这个解决方法是否能够投入军方使用时,古德坚定地回答说:“当然不行!赛事提供的模拟问题要简单许多,每张纸的碎片都被分开了。而实际情况中,要面对的是被碎成一大箱碎片的一沓文件,所以实际问题要复杂的很多。所以,我们只是全力以赴赢了一场比赛,不必有人担心碎纸机的保密性。”

从无人完赛到激烈竞争

金沙澳门官网dkk 2金沙澳门官网dkk 3金沙澳门官网dkk 4金沙澳门官网dkk 5金沙澳门官网dkk 6

或许受此启发,2004年3月,DARPA举办了第一次大型挑战赛——无人驾驶汽车挑战赛,旨在加速地面无人车辆的技术开发。比赛源于国会领导人对创新的呼吁,他们希望用自动化车辆取代作战车辆,从而减少美国在冲突中的伤亡。从加利福尼亚州的巴斯托到内华达州的普里姆,挑战赛全程228公里,奖金为100万美元。比赛吸引了106个参赛队伍,但最终15个入围决赛的队伍都没能进入228公里沙漠赛程的14公里以外。

以上就是这五道题的原图和复原后的图,其中第五道题有三幅图,只取了第一幅

然而,18个月后,在一项后续比赛中,由195人组成的四支队伍在内华达州完成了212公里的沙漠赛程,斯坦福大学团队因其车辆“斯坦利”的出色表现获得了200万美元的奖金。仅仅两年后,6支队伍完成了“城市挑战赛”,这是无人驾驶汽车挑战赛的第二轮后续比赛,旨在推动与城市景观战场相关的自动化创新,其背景是城市战场在当前的战争与冲突中变得越来越普遍。这次,匹兹堡卡内基梅隆大学团队赢得了200万美元的奖金。

查看清晰大图可以点这个 PDF

金沙澳门官网dkk,“第一次竞赛创造了一个由创新者、工程师、学生、程序员、越野赛车手、后院机械师、发明家和梦想家组成的创新社区,他们带来的新想法是推动自主地面机器人技术重大进步的思想火花。竞赛还成为DARPA的第一个有效的激励策略,有力地动员了研究团体提供大胆的技术创新。”在该竞赛10周年纪念日上,DARPA与美国海军陆战队的联络员斯科特·瓦德中校说。

另外别忘了,其实它们还是智力题,有兴趣的同学可以解一解。

事实证明,这次比赛以及随后两个旨在加速地面无人车辆技术发展的后续挑战赛,造就了无人驾驶汽车技术历史上的一个变革时刻。

图片和信息来源: newscientist & darpa

技术挑战赛就如一个带动技术螺旋上升的驱动器,最终,技术开发投资超过了奖项本身的价值,公众的兴趣同时也得到了提高,人们意识到了与新技术相关的奇迹和机遇。

网络挑战赛

本文由金沙澳门官网dkk发布于互联网资讯,转载请注明出处:碎纸复原,真的能做到!

关键词: