Ha un'ala, un piano di coda, flap, alettoni, timone, un motore, il carrello e 1.050 kg di peso. Il pilota è una piccola rete neurale che non ha mai sentito parlare di portanza: sa solo leggere gli strumenti e muovere sei comandi.
Deve decollare dalla pista A, virare verso la pista B, che è girata di novanta gradi a quasi tre chilometri, allinearsi, atterrare e fermarsi. Ogni generazione prova 64 varianti di sé stesso, e da come vanno capisce in che direzione cambiare.
Un corpo rigido libero in tre dimensioni. Ogni superficie calcola da sola le sue forze: quattro pannelli d'ala (profilo NACA 2412, 16,2 m² in tutto, con 2,5° di diedro), il piano di coda (3,2 m²) e la deriva (1,3 m²). Ognuno sente l'aria che lo investe, compresa quella dovuta alla rotazione dell'aereo, e produce portanza e resistenza. Oltre i 15° un'ala stalla, anche una sola.
L'equilibratore cambia l'angolo della coda, gli alettoni quello delle estremità delle ali, il timone quello della deriva, e a terra sterza anche il ruotino. Il motore spinge meno quanto più si va veloci, il carrello è fatto di molle, smorzatori e gomme che non scivolano di lato.
Virare, ad esempio, vuol dire inclinare la portanza: nessuna riga di codice lo spiega.
Una rete neurale con 23 ingressi (velocità, quota, assetto, rotazioni, incidenza, derapata, dove si trova la meta, un localizzatore per l'asse della pista B…), due strati da 32 neuroni e 6 uscite: manetta, equilibratore, alettoni, timone, flap, freni. Decide dieci volte al secondo. All'inizio i suoi 2.022 pesi sono casuali.
Una sola cosa la sa in partenza: che il mondo è simmetrico. Guarda la scena e la sua immagine allo specchio, così con le ali livellate e la meta dritta davanti non tira gli alettoni da una parte a caso.
Con le Evolution Strategies (OpenAI, 2017). A ogni generazione nascono 64 copie del pilota con piccole variazioni dei pesi, a coppie opposte. Volano tutte la stessa missione. Le variazioni che hanno fatto meglio spostano il pilota verso di sé. L'aereo pieno è il pilota; quelli trasparenti sono le sue 64 varianti, che volano davvero ognuna per conto suo.
Punti per ogni metro di strada verso l'inizio del finale e poi verso la pista B, un po' per ogni secondo in aria, un premio quando le ruote toccano la pista, punti per ogni km/h perso frenando lì sopra, un premio grande quando si ferma. In finale costa stare fuori asse. Schiantarsi, stare fermi o finire il tempo costa punti. Nessuno gli dice come ci si arriva.
Un'ala, la coda o il muso contro il suolo, carrello rotto per un contatto troppo duro, ruote nel campo fuori pista, struttura ceduta per eccesso di velocità o di g, stallo e vite.
Niente coppia dell'elica né effetto suolo; il vento è uniforme, con raffiche verticali. L'apprendimento gira nel tuo browser: su un telefono va più piano.