Berkeley Artificial Intelligence Research (BAIR) — מעבדת הבינה-המלאכותית של ברקלי

עולם המחקר

הגדרה

BAIR היא מעבדת המחקר המרכזית בבינה מלאכותית של אוניברסיטת קליפורניה, ברקלי, הפעילה משנת 2016 לפחות ומאגדת יותר מ-50 חברי-סגל ו-300 דוקטורנטים וחוקרי-בתר-דוקטורט בראייה-ממוחשבת, למידת-מכונה, עיבוד-שפה ורובוטיקה.

הקמה: מ-2016 ועד הבלוג הפומבי של 2017

המקורות המדויקים של ⁦BAIR⁩ כמעבדה בעלת שם משותף אינם מתועדים בפירוט רב במקורות פומביים, אך אפשר לשחזר קו-זמן סביר: לפי ⁦ויקיפדיה⁩, ⁦טרבור דארל⁩, חוקר-ראייה-ממוחשבת בברקלי, נמנה בין מייסדי-השותפים של המעבדה, ו-⁦פיטר אבּיל⁩ מונה למנהל-שותף שלה כבר ב-2016 — מה שמעיד שהמעבדה פעלה תחת השם ⁦BAIR⁩ באותה שנה לכל המאוחר. ב-20 ביוני 2017 השיקה המעבדה את ⁦בלוג ה-BAIR⁩ הפומבי, שבו הסביר ⁦סרגיי לוין⁩, אחד מחוקריה, כי מטרתו להנגיש לציבור הרחב את התוצאות המדעיות שהמעבדה מפרסמת 'מדי שנה' בכנסים אקדמיים — ניסוח שמעיד על פעילות-מחקר סדירה ומבוססת כבר באותו שלב. ⁦טרבור דארל⁩ משמש גם בראשות הקונסורציום ⁦Berkeley DeepDrive⁩ (BDD) — שיתוף-פעולה תעשייתי-אקדמי בתחום הנהיגה האוטונומית שפועל בברקלי לצד ⁦BAIR⁩, ומדגים כיצד מסורת-המחקר של המעבדה חורגת מגבולות הראייה-הממוחשבת הטהורה אל תחומי-יישום תעשייתיים.

ההיקף היום: המעבדה האקדמית 'המתקדמת בעולם', לפי הצהרתה

⁦BAIR⁩ מתארת את עצמה, באתרה הרשמי, כ'מעבדת המחקר האקדמית המתקדמת בעולם בתחום הבינה המלאכותית'. היא מאגדת חוקרים מברקלי החוצים ראייה-ממוחשבת, למידת-מכונה, עיבוד-שפה-טבעית, תכנון, בקרה ורובוטיקה — יותר מ-50 חברי-סגל ומעל 300 דוקטורנטים וחוקרי-בתר-דוקטורט, לפי הנתונים העדכניים באתר המעבדה. לצד המחקר הבסיסי, המעבדה עוסקת גם בנושאים חוצי-תחומים כמו למידה-עמוקה רב-מודלית, בינה מלאכותית תואמת-אדם (⁦human-compatible AI⁩), ובינה מלאכותית אחראית המחברת בין מדעי-המחשב לבין תחומים מדעיים והומניים אחרים. המעבדה פועלת בתוך מחלקת מדעי-המחשב וההנדסה החשמלית (⁦EECS⁩) של ברקלי, ומציעה גם דף-בית ייעודי לתוכנה-בקוד-פתוח שפיתחו חוקריה — כולל, בין היתר, מסגרת-העבודה ⁦Caffe⁩ המתוארת בהמשך.

ראייה-ממוחשבת ולמידה-עמוקה: מ-Caffe ל-CycleGAN

אחד הפרויקטים המוקדמים והמשפיעים ביותר שיצאו מתוך מסורת-המחקר של ⁦BAIR⁩ הוא ⁦Caffe⁩ — תשתית קוד-פתוח ללמידה-עמוקה שפיתח ⁦יאנג-צ'ינג ג'יה⁩ כדוקטורנט במעבדתו של ⁦טרבור דארל⁩ בברקלי, ושחרר לציבור בדצמבר 2013; ⁦Caffe⁩ עדיין מופיעה כיום ברשימת התוכנה הרשמית של ⁦BAIR⁩. ב-2017 פרסמו ⁦ג'ון-יאן ג'ו⁩, ⁦טאיסונג פארק⁩, ⁦פיליפ איזולה⁩ ו-⁦אלכסיי אפרוס⁩ — כולם חוקרים בברקלי — את ⁦CycleGAN⁩, שיטה ליצירת-תמונה שיודעת לתרגם בין שני סגנונות-חזותיים (למשל תמונת-סוס לתמונת-זברה, או ציור אימפרסיוניסטי לתצלום) בלי צורך בזוגות-תמונות מתואמים לאימון — רעיון שהפך למרכזי בתחום יצירת-התמונה המבוססת-בינה-מלאכותית.

למידת-חיזוק ורובוטיקה: MAML ו-Soft Actor-Critic

בתחום למידת-החיזוק והרובוטיקה תרמה ⁦BAIR⁩ שני חידושים מוכרים במיוחד. ב-2017 פרסמו ⁦צ'לסי פין⁩, ⁦פיטר אבּיל⁩ ו-⁦סרגיי לוין⁩ את ⁦MAML⁩ (Model-Agnostic Meta-Learning) — שיטת 'למידה ללמוד' שמאמנת רשת-נוירונים כך שכמה צעדי-אימון בלבד על משימה חדשה יספיקו לה כדי להסתגל אליה, בלי להתחיל כל משימה מאפס; פין תיארה את השיטה בבלוג-המעבדה כ'טכניקה מהמעבדה שלנו'. שנה לאחר-מכן, ב-2018, פרסמו ⁦טואומאס הארנויה⁩, ⁦סרגיי לוין⁩ ועמיתיהם את ⁦Soft Actor-Critic⁩ (⁦SAC⁩) — ותיארו אותו בבלוג-המעבדה בדצמבר אותה שנה — — אלגוריתם למידת-חיזוק חסכוני-בדוגמאות במיוחד, שמאפשר לרובוט אמיתי ללמוד משימות הליכה ותפעול-חפצים תוך שעתיים עד עשרים שעות בלבד במקום ימים, בזכות מנגנון שממקסם גם את התגמול וגם את רמת-האקראיות של מדיניות-הפעולה עצמה — תכונה שהופכת אותו עמיד יותר לשינויי-היפר-פרמטרים ומתאים לאילוצים של חומרה פיזית אמיתית, לא רק לסימולציה.

BAIR Commons: שיתוף-פעולה מובנה עם התעשייה

במרץ 2019 השיקה ⁦BAIR⁩ את ⁦BAIR Commons⁩ — תוכנית-שותפות תעשייתית שנועדה להאיץ מחקר בשיתוף חברות, תוך שמירה על עקרון של פרסום פתוח: פרויקטים משותפים מובלים על ידי דוקטורנטים, התוצאות, הנתונים והקוד אינם בלעדיים ומיועדים לפרסום פתוח, וזכויות-הקניין-הרוחני מתחלקות שווה בשווה בין השותף התעשייתי לבין ברקלי. בהשקה הצטרפו לתוכנית שותפים תעשייתיים ובהם ⁦Alibaba⁩, ⁦Amazon⁩, ⁦Facebook⁩, ⁦Google⁩, ⁦Microsoft⁩ ו-⁦Samsung⁩, ומעל עשרים פרויקטים משותפים קיבלו מימון ראשוני. חלק מהשיתוף מתקיים ב'לבלטים' — חללי-מחקר משותפים המשולבים בתוך מתחם ⁦BAIR⁩ במבנה ⁦Berkeley Way West⁩, מתקן בשטח של כ-27,000 רגל-רבוע. לפי המעבדה, מבנה-השותפות הזה נועד לאפשר לחברות-התעשייה גישה מוקדמת לתובנות-מחקר עדכניות, ובה-בעת לשמר את עצמאות-האקדמיה ואת חובת-הפרסום הפתוח שעליה מבוססת עבודתם של הדוקטורנטים.

שאלות נפוצות ❓

מתי הוקמה BAIR, ועל ידי מי?

אין תיעוד מדויק פומבי למועד ההקמה, אך פיטר אבּיל מונה למנהל-שותף של המעבדה כבר ב-2016, וטרבור דארל נחשב לאחד ממייסדיה-השותפים; בלוג המעבדה הפומבי הושק ביוני 2017.

איך BAIR קשורה ל-Caffe?

Caffe פותחה על ידי יאנג-צ'ינג ג'יה במעבדתו של טרבור דארל בברקלי ב-2013, ומופיעה עד היום ברשימת התוכנה הרשמית של BAIR — אך פותחה עוד לפני שהמעבדה פעלה תחת השם BAIR עצמו.

מהם MAML ו-Soft Actor-Critic?

שני אלגוריתמים שפותחו ב-BAIR: MAML (2017) הוא שיטת 'למידה ללמוד' המאיצה הסתגלות של רשת-נוירונים למשימות חדשות; Soft Actor-Critic (2018) הוא אלגוריתם למידת-חיזוק חסכוני-בדוגמאות, שימושי במיוחד לאימון רובוטים אמיתיים.

מהי BAIR Commons?

תוכנית-שותפות תעשייתית שהשיקה BAIR במרץ 2019, שבה חברות כמו Google, Amazon ו-Microsoft ממנות פרויקטים משותפים עם דוקטורנטים של המעבדה, בתנאי פרסום פתוח וחלוקת-קניין-רוחני שווה.

כמה חוקרים כוללת BAIR כיום?

לפי אתרה הרשמי, יותר מ-50 חברי-סגל ומעל 300 דוקטורנטים וחוקרי-בתר-דוקטורט.