智能終端的進化論:邊緣AI突破能耗與安全隱私的雙重困局
發布時間:2025-05-20 責任編輯:lina
【導讀】隨著人工智能的不斷發展,其爭議性也越來越大;而在企業和消費者的眼中,人工智能價值顯著。如同許多新興科技一樣,目前人工智能的應用主要聚焦於大規模、基ji礎chu設she施shi密mi集ji且qie高gao功gong耗hao的de領ling域yu。然ran而er,隨sui著zhe人ren工gong智zhi能neng應ying用yong的de高gao速su發fa展zhan,大da型xing數shu據ju中zhong心xin給gei電dian網wang帶dai來lai的de壓ya力li日ri益yi增zeng大da,高gao度du密mi集ji型xing應ying用yong的de可ke持chi續xu性xing和he經jing濟ji性xing也ye在zai大da幅fu下xia降jiang。
隨著人工智能的不斷發展,其爭議性也越來越大;而在企業和消費者的眼中,人工智能價值顯著。如同許多新興科技一樣,目前人工智能的應用主要聚焦於大規模、基ji礎chu設she施shi密mi集ji且qie高gao功gong耗hao的de領ling域yu。然ran而er,隨sui著zhe人ren工gong智zhi能neng應ying用yong的de高gao速su發fa展zhan,大da型xing數shu據ju中zhong心xin給gei電dian網wang帶dai來lai的de壓ya力li日ri益yi增zeng大da,高gao度du密mi集ji型xing應ying用yong的de可ke持chi續xu性xing和he經jing濟ji性xing也ye在zai大da幅fu下xia降jiang。
因此,市場對更靈活、以yi產chan品pin為wei導dao向xiang的de人ren工gong智zhi能neng解jie決jue方fang案an的de需xu求qiu不bu斷duan飆biao升sheng,如ru何he將jiang數shu據ju處chu理li功gong能neng移yi到dao微wei型xing邊bian緣yuan設she備bei附fu近jin或huo內nei部bu的de邊bian緣yuan人ren工gong智zhi能neng正zheng成cheng為wei新xin趨qu勢shi。換huan句ju話hua說shuo,邊bian緣yuan人ren工gong智zhi能neng就jiu是shi在zai本ben地di設she備bei上shang執zhi行xing基ji本ben的de推tui理li任ren務wu,無wu需xu把ba原yuan始shi數shu據ju發fa送song到dao數shu據ju中zhong心xin和he雲yun計ji算suan服fu務wu器qi。目mu前qian,工gong業ye和he消xiao費fei應ying用yong的de安an全quan性xing得de到dao了le顯xian著zhu改gai善shan,同tong時shi邊bian緣yuan人ren工gong智zhi能neng還hai提ti升sheng了le設she備bei的de性xing能neng和he能neng效xiao,而er成cheng本ben僅jin為wei雲yun端duan人ren工gong智zhi能neng的de幾ji分fen之zhi一yi。
但dan是shi,如ru同tong任ren何he新xin機ji遇yu一yi樣yang,邊bian緣yuan人ren工gong智zhi能neng也ye帶dai來lai了le新xin的de挑tiao戰zhan。現xian在zai,為wei了le充chong分fen發fa揮hui邊bian緣yuan人ren工gong智zhi能neng的de潛qian力li,產chan品pin開kai發fa人ren員yuan必bi須xu考kao慮lv如ru何he構gou建jian正zheng確que的de基ji礎chu設she施shi,並bing積ji累lei所suo需xu的de專zhuan業ye知zhi識shi。
在本地設備上推理的重要性
人(ren)工(gong)智(zhi)能(neng)大(da)體(ti)上(shang)分(fen)為(wei)機(ji)器(qi)學(xue)習(xi)和(he)神(shen)經(jing)網(wang)絡(luo)計(ji)算(suan)兩(liang)大(da)領(ling)域(yu),機(ji)器(qi)學(xue)習(xi)是(shi)係(xi)統(tong)從(cong)數(shu)據(ju)中(zhong)學(xue)習(xi)的(de)過(guo)程(cheng),神(shen)經(jing)網(wang)絡(luo)是(shi)模(mo)擬(ni)人(ren)腦(nao)思(si)維(wei)的(de)特(te)定(ding)神(shen)經(jing)網(wang)絡(luo)模(mo)型(xing)。這(zhe)兩(liang)種(zhong)人(ren)工(gong)智(zhi)能(neng)技(ji)術(shu)都(dou)是(shi)補(bu)充(chong)性(xing)計(ji)算(suan)機(ji)編(bian)程(cheng)方(fang)法(fa),通(tong)過(guo)向(xiang)計(ji)算(suan)機(ji)輸(shu)入(ru)相(xiang)關(guan)數(shu)據(ju),訓(xun)練(lian)機(ji)器(qi)執(zhi)行(xing)一(yi)項(xiang)任(ren)務(wu),確(que)保(bao)輸(shu)出(chu)結(jie)果(guo)準(zhun)確(que)可(ke)靠(kao)。這(zhe)些(xie)計(ji)算(suan)任(ren)務(wu)通(tong)常(chang)規(gui)模(mo)很(hen)大(da),需(xu)要(yao)建(jian)設(she)大(da)型(xing)數(shu)據(ju)中(zhong)心(xin)才(cai)能(neng)保(bao)證(zheng)人(ren)工(gong)智(zhi)能(neng)正(zheng)常(chang)運(yun)行(xing)。
至(zhi)於(yu)較(jiao)小(xiao)的(de)工(gong)業(ye)設(she)備(bei)和(he)消(xiao)費(fei)類(lei)產(chan)品(pin),無(wu)論(lun)是(shi)智(zhi)能(neng)烤(kao)箱(xiang),工(gong)業(ye)機(ji)器(qi)人(ren),還(hai)是(shi)在(zai)雲(yun)端(duan)進(jin)行(xing)數(shu)據(ju)分(fen)析(xi)和(he)人(ren)工(gong)智(zhi)能(neng)推(tui)理(li)等(deng),從(cong)經(jing)濟(ji)或(huo)環(huan)保(bao)的(de)角(jiao)度(du)來(lai)看(kan)都(dou)缺(que)乏(fa)可(ke)行(xing)性(xing)。
相反,邊緣人工智能讓我們看到了本地推理、suoduanyanchihejiangdichuanshufuzaidejihui。zaikaifaxinderengongzhinengyingyongshi,keyidafutigaochengbenhenengxiao。womenyijingzhuyidao,bianyuanrengongzhinengyouzhuyutishengzhinengjianzhu、資zi產chan跟gen蹤zong和he工gong業ye應ying用yong的de生sheng產chan效xiao率lv。例li如ru,通tong過guo邊bian緣yuan人ren工gong智zhi能neng硬ying件jian可ke以yi加jia快kuai工gong業ye傳chuan感gan器qi的de處chu理li速su度du,更geng快kuai地di發fa現xian故gu障zhang,並bing實shi現xian預yu測ce性xing維wei護hu,提ti前qian發fa現xian設she備bei工gong況kuang變bian化hua。
此ci外wai,下xia一yi代dai邊bian緣yuan智zhi能neng硬ying件jian將jiang從cong一yi開kai始shi就jiu會hui引yin入ru特te定ding的de適shi配pei技ji術shu,讓rang人ren工gong智zhi能neng子zi係xi統tong成cheng為wei安an全quan架jia構gou的de一yi部bu分fen,在zai係xi統tong內nei部bu嵌qian入ru邊bian緣yuan人ren工gong智zhi能neng將jiang引yin起qi廣guang泛fan關guan注zhu。
在產品內嵌入智能
嵌入式係統的下一個發展階段是在設備架構內引入邊緣人工智能技術,這些設備從此叫做“微型邊緣”,即直接在網絡邊緣上處理人工智能模型和機器學習算法的資源有限的微型設備,包括微控製器、低功耗處理器和嵌入式傳感器,能夠實時處理數據,並且功耗很小,延遲很低。
現xian在zai,在zai衛wei星xing邊bian緣yuan設she備bei上shang出chu現xian一yi種zhong新xin型xing軟ruan硬ying件jian,為wei在zai這zhe些xie設she備bei上shang執zhi行xing人ren工gong智zhi能neng運yun算suan提ti供gong了le可ke能neng。通tong過guo從cong設she計ji一yi開kai始shi就jiu將jiang這zhe種zhong處chu理li能neng力li嵌qian入ru到dao設she備bei架jia構gou內nei,我wo們men正zheng在zai將jiang“信號”轉化成“數據”,而(er)不(bu)再(zai)需(xu)要(yao)浪(lang)費(fei)資(zi)源(yuan)轉(zhuan)換(huan)信(xin)號(hao)。例(li)如(ru),微(wei)型(xing)邊(bian)緣(yuan)傳(chuan)感(gan)器(qi)可(ke)以(yi)收(shou)集(ji)周(zhou)邊(bian)環(huan)境(jing)數(shu)據(ju),利(li)用(yong)片(pian)內(nei)引(yin)擎(qing)輸(shu)出(chu)處(chu)理(li)結(jie)果(guo)。在(zai)太(tai)陽(yang)能(neng)發(fa)電(dian)廠(chang)情(qing)景(jing)中(zhong),太(tai)陽(yang)能(neng)電(dian)池(chi)板(ban)內(nei)的(de)傳(chuan)感(gan)器(qi)可(ke)以(yi)檢(jian)測(ce)電(dian)源(yuan)管(guan)理(li)係(xi)統(tong)附(fu)近(jin)的(de)電(dian)弧(hu)故(gu)障(zhang)。當(dang)出(chu)現(xian)極(ji)端(duan)電(dian)壓(ya)時(shi),傳(chuan)感(gan)器(qi)就(jiu)可(ke)以(yi)自(zi)動(dong)觸(chu)發(fa)關(guan)機(ji)故(gu)障(zhang)保(bao)護(hu),避(bi)免(mian)電(dian)氣(qi)火(huo)災(zai)發(fa)生(sheng)。
根據 ABI Research的市場分析,隨著電弧故障檢測、電池管理或設備內置人臉或物體識別等應用成為這一領域的增長點,讓微小邊緣能夠執行人工智能的微控製器將實現高於100% 的複合年增長率。要想釋放這一巨大增長潛力,需要下更大的功夫來縮小雲端人工智能與邊緣設備之間的處理能力差距。
就像任何新技術一樣,隻要有需求,就有滿足需求的辦法。
我(wo)們(men)已(yi)經(jing)看(kan)到(dao)了(le)針(zhen)對(dui)這(zhe)一(yi)挑(tiao)戰(zhan)的(de)有(you)意(yi)義(yi)的(de)研(yan)發(fa)成(cheng)果(guo),微(wei)型(xing)人(ren)工(gong)智(zhi)能(neng)開(kai)始(shi)嵌(qian)入(ru)到(dao)各(ge)種(zhong)不(bu)同(tong)類(lei)型(xing)的(de)係(xi)統(tong)中(zhong),在(zai)某(mou)些(xie)情(qing)況(kuang)下(xia),消(xiao)費(fei)者(zhe)已(yi)經(jing)將(jiang)這(zhe)項(xiang)技(ji)術(shu)視(shi)為(wei)理(li)所(suo)當(dang)然(ran),在(zai)與(yu)設(she)備(bei)語(yu)音(yin)交(jiao)互(hu)時(shi),他(ta)們(men)根(gen)本(ben)就(jiu)沒(mei)想(xiang)過(guo)“他們正在用人工智能”。
構建邊緣人工智能基礎設施
weileliyongzheyixinxingjihui,chanpinkaifarenyuanbixushouxiankaolvbianyuanshebeishurushujudezhiliangheleixing,yinweizhelianggeyinsujuedinglechulishuipingyijisuoxuderuanyingjian,zheshiputongbianyuanrengongzhinengyuweixingrengongzhinengdezhuyaoqubie,qianzheyunxingzaisuanligengqiangdeyingjianshang,nenggouchulifuzadesuanfaheshujuji,erhouzhezhuyaoyongyuyunxingqingliangjishenjingwangluomoxing,zhixingjibendetuilirenwu。
liru,yinpinheshijiaoxinxi,youqishishijiaoxinxi,jiqifuza,fenxishijiaoshujuxuyaoshendushenjingjiagou。lingyifangmian,chulichangqijiludezhendongshujuhuodianliuceliangshujuduishenjingwangluomoxingyaoqiujiaodi,yinci,kaifarenyuankeyizaiziyuanshouxianhuochaodigonghaodediyanchishebeishangliyongweixingrengongzhinengsuanfafenxizheleishuju。
在產品開發階段,產品選型也非常重要,必須根據算力具體要求選擇所需的設備和微控製器。在許多情況下,少即是多,運行更輕、更(geng)微(wei)型(xing)的(de)人(ren)工(gong)智(zhi)能(neng)模(mo)型(xing)可(ke)以(yi)提(ti)高(gao)設(she)備(bei)的(de)能(neng)效(xiao)和(he)電(dian)池(chi)續(xu)航(hang)時(shi)間(jian)。話(hua)雖(sui)如(ru)此(ci),無(wu)論(lun)是(shi)處(chu)理(li)文(wen)本(ben)還(hai)是(shi)視(shi)聽(ting)信(xin)息(xi),開(kai)發(fa)人(ren)員(yuan)仍(reng)然(ran)必(bi)須(xu)進(jin)行(xing)預(yu)處(chu)理(li),將(jiang)大(da)量(liang)樣(yang)本(ben)數(shu)據(ju)輸(shu)入(ru)學(xue)習(xi)算(suan)法(fa),以(yi)便(bian)訓(xun)練(lian)人(ren)工(gong)智(zhi)能(neng)模(mo)型(xing)。
未來前景
qianrushirengongzhinengweixingbianyuanshebeifazhanrengchuyuqibujieduan,zheyiweizheqiyeyoujihuitansuoshiyan,fahuichuangzaoli,quedingchenggongyaosu。womenzhengchuyuyigejudalangchaodekaiduan,zhejiangquanmianjiakuairenleishenghuoshuzihuajincheng。
從(cong)智(zhi)慧(hui)城(cheng)市(shi)傳(chuan)感(gan)器(qi)等(deng)智(zhi)能(neng)公(gong)共(gong)基(ji)礎(chu)設(she)施(shi),到(dao)遠(yuan)程(cheng)患(huan)者(zhe)監(jian)護(hu)醫(yi)療(liao)係(xi)統(tong)的(de)非(fei)創(chuang)傷(shang)式(shi)可(ke)穿(chuan)戴(dai)設(she)備(bei),微(wei)型(xing)人(ren)工(gong)智(zhi)能(neng)具(ju)有(you)廣(guang)闊(kuo)的(de)應(ying)用(yong)前(qian)景(jing),讓(rang)用(yong)戶(hu)能(neng)夠(gou)改(gai)善(shan)生(sheng)活(huo)方(fang)式(shi),簡(jian)化(hua)日(ri)常(chang)工(gong)作(zuo)生(sheng)活(huo)管(guan)理(li),甚(shen)至(zhi)沒(mei)有(you)意(yi)識(shi)到(dao)人(ren)工(gong)智(zhi)能(neng)的(de)存(cun)在(zai)。
xuqiushicunzaide,yinweibianyuanrengongzhinengheweixingrengongzhinengyijinggaibianlechanpinkaifamoshi,zhongxindingyileshenmecaisuanshiweidadejishu,shixianlegengjiagexinghuadeyuce、安全性和情境感知功能。在今後幾年,這種類型的 人工智能將成為大多數日用產品的關鍵 ,如果沒有人工智能,開發人員很快就會發現自己的創新已經過時。
人(ren)工(gong)智(zhi)能(neng)一(yi)項(xiang)重(zhong)大(da)進(jin)步(bu),但(dan)並(bing)非(fei)沒(mei)有(you)挑(tiao)戰(zhan)。隻(zhi)有(you)建(jian)立(li)更(geng)大(da)的(de)生(sheng)態(tai)圈(quan),提(ti)供(gong)豐(feng)富(fu)的(de)開(kai)發(fa)工(gong)具(ju)和(he)軟(ruan)件(jian)資(zi)源(yuan),才(cai)能(neng)克(ke)服(fu)這(zhe)些(xie)挑(tiao)戰(zhan)。這(zhe)隻(zhi)是(shi)時(shi)間(jian)問(wen)題(ti)。微(wei)型(xing)邊(bian)緣(yuan)人(ren)工(gong)智(zhi)能(neng)是(shi)人(ren)類(lei)社(she)會(hui)解(jie)鎖(suo)更(geng)大(da)的(de)數(shu)據(ju)和(he)環(huan)境(jing)控(kong)製(zhi)權(quan)以(yi)及(ji)數(shu)據(ju)的(de)實(shi)用(yong)價(jia)值(zhi)的(de)關(guan)鍵(jian),最(zui)終(zhong)實(shi)現(xian)更(geng)智(zhi)能(neng)的(de)AI驅動的未來。
(作者:Marc Dupaquier,意法半導體人工智能解決方案 總經理)
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