自動駕駛車輛采用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)來執(zhí)行許多駕駛?cè)蝿?wù)，從檢測物體和預(yù)測其他人的行為方式，到規(guī)劃汽車的下一步動作。一般情況下，訓(xùn)練單獨的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)需要數(shù)周的微調(diào)和實驗，以及大量的算力。現(xiàn)在，Waymo與DeepMind的研究合作，從達爾文對進化論中汲取靈感，使這項訓(xùn)練更加有效和高效。

神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的性能受訓(xùn)練方案的影響非常大，主要思路就是找到最優(yōu)學習率、讓神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)在每次迭代后變得更好，但性能波動不需要太大。

尋找最佳訓(xùn)練方案（或“超參數(shù)方案”）通常是通過工程師的經(jīng)驗和直覺，或通過廣泛的搜索來實現(xiàn)的。在隨機搜索中，研究人員在多種類型的超參數(shù)上應(yīng)用了許多隨機超參數(shù)調(diào)度，以便獨立地并行地訓(xùn)練不同的網(wǎng)絡(luò) ，然后可以選擇性能最佳的模型。

因為并行訓(xùn)練大量模型在計算上是昂貴的，所以研究人員通常通過在訓(xùn)練期間監(jiān)視網(wǎng)絡(luò)，手動調(diào)整隨機搜索，定期剔除最弱表現(xiàn)的運算并釋放資源，以從頭開始用新的隨機超參數(shù)訓(xùn)練新網(wǎng)絡(luò)。這種類型的手動調(diào)整可以更快地產(chǎn)生更好的結(jié)果，但這是非常耗費人力的。

為了提高這一過程的效率，DeepMind 的研究人員設(shè)計了一種基于進化競爭（PBT）自動確定良好超參數(shù)調(diào)度的方法，該方案結(jié)合了手動調(diào)整和隨機搜索的優(yōu)點。

基于PBT模型如何運作：

PBT的工作原理是同時啟動許多超參數(shù)搜索，并定期進行“競爭”以比較模型的性能。從訓(xùn)練池中刪除失敗的模型，并且僅使用獲勝模型繼續(xù)訓(xùn)練，使用稍微突變的超參數(shù)更新。

PBT比研究人員采用的傳統(tǒng)方法更有效，例如隨機搜索，因為每個新的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)都繼承了其父網(wǎng)絡(luò)的完整狀態(tài)，并且不需要從一開始就重新開始訓(xùn)練。此外，超參數(shù)不是靜態(tài)的，而是在整個培訓(xùn)過程中積極更新。與隨機搜索相比，PBT將更多的資源培訓(xùn)用于成功的超參數(shù)值。

實驗取得了不錯的進展，PBT算法不僅實現(xiàn)了更高的精度，并且減少24%的誤報、保持了較高的召回率。

同時，PBT還節(jié)省了時間和資源。通過PBT訓(xùn)練的網(wǎng)絡(luò)，時間和資源只有原來的一半。24%的誤報，同時也能保持較高的召回率。此外，PBT所需的訓(xùn)練時間和計算資源僅為原來的一半。

現(xiàn)在，Waymo 已將 PBT 納入了技術(shù)基礎(chǔ)設(shè)施中，研究人員點點按鈕就能應(yīng)用該算法，DeepMind 每隔 15 分鐘就會對模型進行一次評估，以讓測試結(jié)果更準確。

這是Waymo第一次曝光的與DeepMind在網(wǎng)絡(luò)上的合作，然而這種異步優(yōu)化的PBT方法其實早就出現(xiàn)了。

它在Multi-Agent或者并行訓(xùn)練中被提到過，甚至在DeepMind 星際爭霸II里的AlphaStar中都使用了該方法。主要用來自適應(yīng)調(diào)節(jié)超參數(shù)。打破了通常的深度學習，超參數(shù)都是憑經(jīng)驗預(yù)先設(shè)計好的，會花費大量精力且不一定有好的效果，特別是在深度強化學習這種非靜態(tài)(non-stationary)的環(huán)境中，要想得到SOTA效果，超參數(shù)還應(yīng)隨著環(huán)境變化而自適應(yīng)調(diào)整，比如探索率等等。這種基于種群(population)的進化方式，淘汰差的模型，利用(exploit)好的模型并添加隨機擾動(explore)進一步優(yōu)化，最終得到最優(yōu)的模型。

有學者曾分別從強化學習,監(jiān)督學習,GAN三個方面做實驗，論證了這個簡單但有效的算法。

與其他領(lǐng)域不同的是，自動駕駛會涉及人身安全，所以應(yīng)用起來不像博弈游戲一樣隨便，通過競爭篩選模型是一個優(yōu)勢，但同樣也可能是個劣勢，需要提供足夠的種群才能讓篩選出的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)變得意義。