یادگیری تقویت‌کننده ممکن است گام بعدی برای شناور نگه داشتن بالن‌های اینترنت‌رسان در مناطق دور افتاده باشد. بالون‌های ارتباط، پهنای باند اینترنت را برای کشورهای دورافتاده و مناطقی که در اثر وقایع مختلف برج‌های مخابراتی خود را از دست داده‌اند به ارمغان می‌آورد. این کیسه‌های پرفشار پلی‌اتیلن با گاز هلیوم پر فشار پر شده‌اند و در لایه استراتوسفر و بالاتر از حد پرواز هواپیماهای تجاری، در جایی که طوفان‌ها و بادهای شدید در جهات مختلف جریان دارد شناور هستند. اما نگاه‌داشتن یک بالون با وسعتی به اندازه‌ی زمین تنیس که در یک نقطه معلق است یک چالش مهندسی بزرگ خواهد بود، درست مثل ثابت نگه داشتن یک قایق در روی رودخانه‌ای که با جریان سریع حرکت می‌کند.
اکنون محققان Google spinoff Loon پی‌برده‌اند که چگونه با استفاده از هوش مصنوعی به کنترلر بالون این قابلیت را بدهند که سرعت و جهت باد را در ارتفاعات مختلف پیش‌بینی کرده و سپس از اطلاعات بدست آمده برای بالا و پایین کردن بالون استفاده کند. سیستم ناوبری جدید که به هوش مصنوعی مجهز است امکان استفاده از بالن‌های ثابت برای نظارت بر مهاجرت حیوانات، اثرات تغییرات آب و هوایی، تخریب غیرقانونی حیات وحش یا قاچاق انسان را از یک بستر نسبتاً ارزان فراهم می‌کند.
Sal Candido، مدیر ارشد فناوری در شرکت Loon می‌گوید : ثابت نگاه داشتن یک تیم از بالون‌ها بر روی یک منطقه و افرادی که به اتصال اینترنت نیاز دارند دشواری‌های خاص خود را دارد و دور نشدن یک بالن از نقطه‌ی تعیین شده همچنان یک چالش بزرگ است. بالون‌های پیشرفته سال گذشته بر فراز آسمان کشور پرو آزمایش شده و موفق شدند بدون دخالت کنترل کننده‌های انسانی روی هدف مانده و در یک نقطه شناور شوند. از آنجا که وزش باد در جهات مختلف در هر ارتفاعی وجود دارد، کنترل‌کننده مبتنی بر هوش مصنوعی برنامه ریزی شده است تا با استفاده از یادگیری تقویت‌کننده به جستجو در بانک اطلاعاتی و سوابق تاریخی بپردازد و آنها را با گزارش‌های هواشناسی فعلی ترکیب کند تا بهترین ارتفاع را برای ثابت نگه‌داشتن بالون در یک نقطه پیش‌بینی کند. همچنین وظیفه بررسی این که صفحات خورشیدی بالون باید چه میزان برق برای دستگاه تولید کنند هم بر عهده این کنترلرها است.
Candido درباره نحوه نگهداری بالون درنقطه مورد نیاز مشتریان می‌گوید: “آنچه یادگیری تقویت‌کننده (RL) انجام می‌دهد این است تا تصمیم بگیرد که وضعیت بالون چگونه است؟ چه مقدار قدرت برای آن باقی مانده است؟، بهترین اقدامی که بالون در حال حاضر باید انجام دهد تا در نزدیک ترین حالت به افرادی که از پهنای باند آن استفاده می‌کنند باشد چیست؟”
این مقاله که درباره آزمایش هوش مصنوعی برای کنترل بالن‌ها می‌باشد در مجله Nature منتشر شده است. این مطالعه جزئیات یک آزمایش 39 روزه را بر فراز اقیانوس آرام بیان می‌کند که در آن یک بالون شرکت Loon که به سیستم راداری مبتنی بر هوش مصنوعی مجهز است بر روی نقطه‌ای از خط استوا پارک شده و از بالون‌های دیگر منطقه اطلاعات دریافت می‌کند. بالون با بالا و پایین رفتن و با انجام یک سری محاسبات توانست همواره نزدیک به هدف خود باقی بماند. از آنجا که هوش مصنوعی سوابق کاملی از جهت و سرعت باد در منطقه را در دسترس نداشت، با افزودن سر و صدای ایجاد شده توسط باد به داده‌های هواشناسی خلا‌ها را پر کرد تا طیف وسیعی از سرعت و جهت بادها را ترسیم کند.
این الگوریتم در هنگام پرواز و در مقایسه با سیستم‌های ناوبری قبلی شرکت Loon که از یادگیری تقویت کننده استفاده نمی‌کردند، مدت زمان تصمیم گیری را بهبود می‌بخشد. از زمانی که این شرکت برای اولین بار به عنوان بخشی از آزمایشگاه تحقیقاتی Google X در سال 2012 راه‌اندازی شد Candido و تیمش بر روی این مشکل کار می‌کنند. Loon اکنون یکی از شرکت‌های تابعه شرکت مادر Google Alphabet است. به گفته مارک بلمایر، نویسنده اصلی مقاله و دانشمند تحقیقاتی گوگل در کانادا، یادگیری تقویت چیزی است که قبلاً در بازی‌های ویدیویی استفاده می‌شد اما استفاده از آن برای این منظور منجر به پیشرفتی بزرگ خواهد شد.
بلمار می‌گوید: “یادگیری تقویت‌کننده به ایده‌ی گرفتن اطلاعات و پیش‌بینی نتایج مربوط می‌شود. با یادگیری تقویت ما بر بخش تصمیم گیری تمرکز می‌کنیم. به این که چگونه بر اساس داده‌ها بالا یا پایین برویم.” برخی از کارشناسان معتقدند که از بالون‌های مجهز به هوش مصنوعی می‌توان برای کنترل علائم محیطی زمین، مانند بررسی ذوب شدن یخ‌ها در قطب شمال، تبادل گازهای گلخانه‌ای از جنگل‌های بارانی گرمسیری، میزان فشار اتمسفر و تشخیص جریان توفان‌های قدرتمند در اقیانوس اطلس و اقیانوس آرام استفاده کرد.
مزیت این نوع از سیستم جدید ناوبری مبتنی بر هوش مصنوعی این است که می‌توان بالن‌ها را از یک نقطه‌ی بسیار دور مانند پورتوریکو یا نوادا (جایی که Loon در آن فعالیت می‌کند) به پرواز دراورد و سپس بالن برای رسیدن به هدف خود شروع به گشت و گذار می‌کند، همانظور که قایق‌های بادبانی از باد برای عبور از اقیانوس استفاده می‌کنند بالن ها هم می‌توانند به وسیله باد خود را به محل مورد نظر برسانند. اسکات اوسپری، استاد هواشناسی در دانشگاه آکسفورد می‌گوید: “شما می‌توانید آنها را در جایی که راحت و ارزان است راه اندازی کنید و سپس آنها می‌توانند خودشان را حرکت داده و به نقطه‌ای که نیاز است برسانند. اوسپری نقش بزرگی برای بالن‌های ثابت به عنوان مثال در ثبت امواج لرزه‌ای از آتشفشان‌های فعال یا حتی در ماموریت‌های بین سیاره‌ای برای کشف جوهای ابری می‌بیند.”
وی می‌گوید: “شما می‌توانید یک کاوشگر به زهره بفرستید و توسط بالن‌ها از بالای ابرها به آن نگاه کنید یا آن را ماهی یک بار مستقر کنید و با یک ماهواره ارتباط برقرار کنید.” ممکن است سفر به زهره برای بالن‌ها چندین سال طول بکشد یا حتی هیچوقت اتفاق نیوفتد. اما امروز بالن‌های خودمختار مجهز به هوش مصنوعی در بالای کنیا مستقر شده‌اند و خدمات اینترنتی را به مردم کنیا ارائه می‌دهند. این شرکت اخیراً رکورد نگه داشتن یکی از بالون‌های خود را به مدت 312 روز در کنیا شکسته و در ماه‌های آینده خدمات خود را به مردم موزامبیک در نزدیکی کنیا گسترش خواهد داد.
