從智能家居助手如Alexa、Google Assistant和Siri,到高級駕駛輔助系統(ADAS)的車道偏離警示,邊緣AI正逐步成為這些普及化設備的核心驅動力。不同于依賴遠程數據中心云計算的傳統模式,邊緣AI在設備內部直接運用人工智能,于數據源附近進行計算。這種轉變不僅帶來了更低的延遲和更快的處理速度,還減輕了對持續互聯網連接的依賴,并緩解了隱私方面的顧慮。
邊緣AI的最大優勢在于其速度,尤其在處理關鍵應用時。與云或數據中心的人工智能相比,邊緣AI無需通過網絡鏈路發送數據并等待響應。它能在本地(通常基于實時操作系統)進行計算,提供即時反饋。例如,在工廠生產線上,邊緣AI能迅速判斷產品是否合格并進行分流;在駕駛場景中,車輛信號的響應也不應依賴于網絡或云服務器的延遲。
眾多實時應用場景正推動邊緣AI的需求增長。智能家居助手、ADAS、病人監護和預測性維護等都是其典型應用。從快速響應家庭問題,到實時車道偏離警示,再到智能手機上的血糖讀數,邊緣AI在提供快速響應的同時,也最大限度地保護了用戶隱私。
在供應鏈領域,特別是倉儲和工廠環境中,邊緣AI已展現出卓越的性能。同時,運輸行業的技術也在不斷進步,如具備復雜導航能力的送貨無人機。在醫療技術領域,邊緣AI同樣為工程師帶來了巨大便利,如心臟起搏器和其他心臟設備的智能監測與編程。
生成邊緣AI模型是當前工程師和開發人員的關鍵任務。邊緣AI的最大機遇在于基于統計算法的模式匹配,如感知人的存在、智能家居助手的喚醒詞識別或電機晃動檢測。生成機器學習模型通常需要使用集成開發環境(如TensorFlow或PyTorch)或SaaS平臺(如Edge Impulse)。監督模型是當前最流行的邊緣AI模型,它基于帶標簽的樣本數據進行訓練,雖然準確度高,但依賴于大量標記數據,可能無法處理新輸入。
在硬件方面,邊緣AI工作負載通常在單片機、FPGA和單板計算機上運行。DigiKey等公司與頂級供應商合作,提供多代邊緣AI硬件。此外,來自創客社區的開發板、神經處理單元(NPU)和AI加速器也在邊緣AI領域發揮著越來越重要的作用。
ML傳感器也是邊緣AI的重要組成部分。帶有ML模型的高速相機已在供應鏈中廣泛應用,用于產品分發和缺陷檢測。同時,低成本的人工智能視覺模塊正在開發中,用于識別物體或人。這些模塊包括支持AI的傳感器,如相機傳感器和IMU、加速計等運動傳感器,它們可以通過ML訓練提高工作效率。
展望未來,隨著各行業對數據處理技術的依賴加深,邊緣AI的應用將更加廣泛。我們預期,未來邊緣AI的創新將集中在專用處理器邏輯、低功耗替代方案和更多集成/模塊選擇上,如AI視覺部件的內置傳感器和嵌入式硬件。這些進步將推動邊緣AI在更多領域發揮深遠影響。
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