TDK | 邊緣人工智能的前景在哪？機(jī)器學(xué)習(xí)解決方案！

芻狗

物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的進(jìn)步為大量設(shè)備帶來了互聯(lián)網(wǎng)連接能力，此外，邊緣計(jì)算的發(fā)展如今還為邊緣設(shè)備提供機(jī)器學(xué)習(xí)*1，將人工智能的版圖從云端擴(kuò)展到外圍。本期推文將深入介紹一款突破性的軟件解決方案，它可將從根本上簡化部署，在邊緣設(shè)備上輕松實(shí)現(xiàn)機(jī)器學(xué)習(xí)。

在邊緣計(jì)算的背景下，邊緣設(shè)備僅指在網(wǎng)絡(luò)邊緣運(yùn)行并采集、處理和分析數(shù)據(jù)的設(shè)備。例如智能手機(jī)、安防攝像頭、智能揚(yáng)聲器以及各種其他設(shè)備。近年來，隨著邊緣人工智能技術(shù)的興起，在機(jī)器學(xué)習(xí)功能的加持下，這些設(shè)備變得更加智能。

邊緣人工智能*2是通過人工智能在邊緣設(shè)備上采集、處理和分析數(shù)據(jù)相關(guān)技術(shù)的統(tǒng)稱。通常，實(shí)現(xiàn)人工智能需要大量數(shù)據(jù)和強(qiáng)大的計(jì)算能力，因此往往都運(yùn)行在基于云的服務(wù)器上。而借助邊緣人工智能技術(shù)，數(shù)據(jù)能夠在設(shè)備內(nèi)部進(jìn)行處理，減少了與數(shù)據(jù)傳輸相關(guān)的延遲和成本，并且也更能保障隱私安全。

在邊緣計(jì)算中，數(shù)據(jù)在設(shè)備上進(jìn)行處理，而不是發(fā)送到云端，

從而減少了傳輸延遲、安全風(fēng)險(xiǎn)和功耗。

這些都是邊緣人工智能本身具備的優(yōu)勢(shì)。

邊緣設(shè)備與邊緣人工智能技術(shù)相結(jié)合，不斷拓寬物聯(lián)網(wǎng)(IoT)的應(yīng)用領(lǐng)域。自動(dòng)駕駛汽車、工廠自動(dòng)化和醫(yī)療設(shè)備管理等應(yīng)用場景，這些都是邊緣設(shè)備在需要實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)處理和決策的環(huán)境中發(fā)揮關(guān)鍵作用的典型示例。

邊緣人工智能以往都是在具備強(qiáng)大處理能力的設(shè)備上實(shí)現(xiàn)，例如智能手機(jī)和平板電腦。然而，隨著物聯(lián)網(wǎng)的迅速普及，一種名為 TinyML（微型機(jī)器學(xué)習(xí)）*3 的技術(shù)日益引起大家的廣泛關(guān)注和濃厚興趣，借助該技術(shù)，原先能力有限的小型設(shè)備也能夠執(zhí)行板載機(jī)器學(xué)習(xí)的功能。買元器件現(xiàn)貨上唯樣商城！

一般而言，機(jī)器學(xué)習(xí)都是在高性能計(jì)算機(jī)或云服務(wù)器上執(zhí)行的，這需要大量內(nèi)存和高速處理器，從而產(chǎn)生相應(yīng)的電力消耗。因此，可以基于大量數(shù)據(jù)集執(zhí)行大規(guī)模機(jī)器學(xué)習(xí)模型，從而實(shí)現(xiàn)高度精確的圖像識(shí)別、自然語言處理等工作任務(wù)。然而，工作流程的每一環(huán)節(jié)（包括數(shù)據(jù)采集、模型開發(fā)和驗(yàn)證）通常都需要由各專業(yè)領(lǐng)域經(jīng)驗(yàn)豐富的工程師負(fù)責(zé)處理。買元器件現(xiàn)貨上唯樣商城！

TinyML是一種專為小型設(shè)備開發(fā)的機(jī)器學(xué)習(xí)技術(shù)，利用該技術(shù)，即使在處理能力有限的微控制器(MCU)上也能實(shí)現(xiàn)邊緣人工智能。隨著該技術(shù)的推出，預(yù)計(jì)很快會(huì)有更小巧的低功耗物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備問世。現(xiàn)在，幾乎任何具有傳感器和邊際計(jì)算能力的設(shè)備上都可以運(yùn)行機(jī)器學(xué)習(xí)推理，為這些設(shè)備賦予更高的智能。

Qeexo是一家硅谷初創(chuàng)公司，于2023年加入TDK集團(tuán)，致力于開發(fā)針對(duì)邊緣設(shè)備的機(jī)器學(xué)習(xí)解決方案，重點(diǎn)關(guān)注TinyML 技術(shù)。Qeexo AutoML是一款端到端 “無代碼”（即不需要以某種編程語言手寫代碼）平臺(tái)，這樣即便不是研發(fā)工程師，通過這款平臺(tái)也能在小型邊緣設(shè)備上實(shí)現(xiàn)機(jī)器學(xué)習(xí)。用戶在基于Web的直觀界面中工作，可輕松執(zhí)行構(gòu)建機(jī)器學(xué)習(xí)系統(tǒng)所需的所有步驟：首先采集原始數(shù)據(jù)并進(jìn)行預(yù)處理，然后訓(xùn)練和完善識(shí)別模型，最后創(chuàng)建完整的軟件包，并安裝到邊緣設(shè)備上，最終基于機(jī)器學(xué)習(xí)的智能產(chǎn)品開始發(fā)揮作用。

TDK目前正在研發(fā)i3微模塊，這是一款超緊湊型傳感器模塊，內(nèi)置邊緣人工智能，用于實(shí)施預(yù)測性維護(hù)，即在工廠和類似設(shè)施在異常和故障發(fā)生前進(jìn)行預(yù)測，并率先采取行動(dòng)。各類傳感器（包括振動(dòng)、溫度和氣壓傳感器）以及邊緣人工智能和網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)功能都集成到一個(gè)緊湊型封裝中，無需依賴人力亦可監(jiān)控設(shè)備狀況，從而有助于充分減少停機(jī)時(shí)間并提高生產(chǎn)力。

超緊湊型傳感器模塊i3微模塊--在故障發(fā)生之前預(yù)測異常

Qeexo的產(chǎn)品管理總監(jiān)Michael A. Gamble闡述了Qeexo AutoML的重要現(xiàn)實(shí)意義。“過去，嵌入式設(shè)備的機(jī)器學(xué)習(xí)是一個(gè)漫長而復(fù)雜的過程，需要具備高度專業(yè)的工程設(shè)計(jì)技能。Qeexo AutoML能夠讓幾乎任何人（包括那些不熟悉技術(shù)的人）都可以使用精簡的端到端Web界面完成相同的工作。與數(shù)字設(shè)計(jì)工具和音頻工作站軟件面向幾乎所有獨(dú)具創(chuàng)意靈感的人群開放圖像藝術(shù)和音樂制作的方式類似，AutoML為機(jī)器學(xué)習(xí)創(chuàng)造了公平的競爭環(huán)境。簡而言之，我們認(rèn)為 Qeexo AutoML是機(jī)器學(xué)習(xí)的‘民主化’技術(shù)平臺(tái)。”

邊緣設(shè)備技術(shù)的進(jìn)步激勵(lì)了眾多具有復(fù)雜機(jī)器學(xué)習(xí)功能的物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備和微控制器產(chǎn)品的開發(fā)。隨著Qeexo AutoML等工具的面世，現(xiàn)在可以更快地創(chuàng)建在邊緣設(shè)備上運(yùn)行的復(fù)雜機(jī)器學(xué)習(xí)模型。

由邊緣人工智能負(fù)責(zé)處理從邊緣設(shè)備的傳感器中采集的數(shù)據(jù)，大大擴(kuò)展了可行解決方案的選擇范圍。

Gamble指出：“將Qeexo的機(jī)器學(xué)習(xí)解決方案與TDK的傳感器設(shè)備相結(jié)合，將使我們能夠?yàn)榭蛻魩�來一站式集成解決方案。我們期待在開發(fā)和提供智能邊緣解決方案方面與更多的伙伴建立協(xié)作關(guān)系，充分發(fā)揮彼此的優(yōu)勢(shì)。”

如今，邊緣設(shè)備不再局限于采集和傳輸數(shù)據(jù)用途，開始向具有自主學(xué)習(xí)能力的智能系統(tǒng)演變。先進(jìn)的制造設(shè)施（有時(shí)稱之為“智能”工廠）將開始為幾乎每臺(tái)機(jī)器和設(shè)備配備邊緣設(shè)備。在消費(fèi)領(lǐng)域，邊緣設(shè)備則以移動(dòng)產(chǎn)品和智能手機(jī)的形式廣泛存在。在AutoML、TinyML和邊緣人工智能等工具的驅(qū)動(dòng)下，人工智能預(yù)計(jì)將變得日益普及，隨處可見。這一切都將對(duì)我們的日常生活、企業(yè)發(fā)展和整個(gè)行業(yè)產(chǎn)生積極深遠(yuǎn)的影響。

*1 - 機(jī)器學(xué)習(xí)：指計(jì)算機(jī)使用特定算法和統(tǒng)計(jì)模型通過數(shù)據(jù)自主學(xué)習(xí)的技術(shù)。它基于大量數(shù)據(jù)挖掘關(guān)聯(lián)規(guī)則，并根據(jù)這些結(jié)果做出預(yù)測和決策。

*2 - 邊緣人工智能：通用術(shù)語，指在網(wǎng)絡(luò)末端（邊緣）運(yùn)行的設(shè)備上運(yùn)行人工智能算法以采集、處理和分析數(shù)據(jù)的相關(guān)技術(shù)。

*3 - TinyML：一種機(jī)器學(xué)習(xí)技術(shù)，使處理能力有限的嵌入式設(shè)備或配備微控制器的小型設(shè)備上也能執(zhí)行人工智能算法。