如果我們要在智能家居、智能健康和智能城市中實(shí)現(xiàn)有意義的人工智能 （AI） 和機(jī)器學(xué)習(xí) （ML） 方面的真正進(jìn)步，那么滯后和延遲是不可接受的。

高效的 AI 推理需要能夠?qū)崟r(shí)推斷、預(yù)處理和過(guò)濾數(shù)據(jù)的高效端點(diǎn)。與云端或云端邊緣的計(jì)算不同，正如瑞薩電子首席執(zhí)行官 Hidetoshi Shibata 所說(shuō)，端點(diǎn)代表了“真正的行動(dòng)點(diǎn)”。例如，可以預(yù)測(cè)何時(shí)需要維護(hù)的家用電器，或者可以警告用戶心臟異常的語(yǔ)音交互可穿戴設(shè)備，如果它在端點(diǎn)應(yīng)用機(jī)器學(xué)習(xí)算法，延遲接近零，則更有用。

而這正是瑞薩微控制器 （MCU） 大放異彩的地方。在行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)網(wǎng)絡(luò)上訓(xùn)練的 AI 模型嵌入芯片中，為設(shè)計(jì)工程師提供性能、帶寬和響應(yīng)能力，以有效實(shí)現(xiàn)和增強(qiáng)新興的智能應(yīng)用。Shibata 先生最近告訴麥肯錫分析師，高級(jí)端點(diǎn)編譯器軟件使客戶能夠“在將它們移植到我們的電路板之前完全在云中測(cè)試功能，然后最終在我們的芯片上無(wú)縫實(shí)施這些功能” 。

“雖然還提供了更改功能或算法的靈活性，”他說(shuō)，“這種動(dòng)態(tài)可配置的硬件架構(gòu)讓客戶享受硬件處理速度帶來(lái)的好處。”

事實(shí)上，智能家居、智能健康和智能城市應(yīng)用程序的用戶不能或不會(huì)等待幾毫秒來(lái)處理人工智能數(shù)據(jù)。因此，將數(shù)據(jù)傳輸?shù)皆频墓逃醒舆t可能會(huì)破壞這些以消費(fèi)者為中心的領(lǐng)域的進(jìn)展。這聽(tīng)起來(lái)很明顯，但很少有競(jìng)爭(zhēng)的 MCU 旨在實(shí)現(xiàn)快速處理。

隨著機(jī)器學(xué)習(xí)推理向設(shè)備端點(diǎn)轉(zhuǎn)移，“這種集成的人工智能將成為支持‘感知’技術(shù)的復(fù)雜組合的基礎(chǔ)，以創(chuàng)建具有更自然、‘類人’通信和交互的智能應(yīng)用程序，”總裁 Sailesh Chittipeddi 博士瑞薩電子美國(guó)公司首席執(zhí)行官和首席執(zhí)行官，最近在《嵌入式計(jì)算》雜志上撰文。

“此外，”Chittipeddi 博士寫道，“圍繞人工智能加速器、自適應(yīng)和預(yù)測(cè)控制以及語(yǔ)音和視覺(jué)硬件和軟件的進(jìn)步融合為各種智能設(shè)備開(kāi)辟了新的用戶界面功能?！?/p>

讓我們來(lái)看看智能家居、健康和城市領(lǐng)域可能會(huì)有什么。

智能家居應(yīng)用

智能家居在很多方面都是“傳感器豐富”的應(yīng)用。智能家居將使用傳感器來(lái)收集和處理從環(huán)境信息到用戶活動(dòng)的各種數(shù)據(jù)。這些應(yīng)用程序以提供“完全便利”為指導(dǎo)原則，傾向于使用人工智能進(jìn)行預(yù)測(cè)分析和定制用戶與家庭環(huán)境的交互。

例如，冰箱會(huì)隨著時(shí)間的推移學(xué)習(xí)調(diào)整其溫度設(shè)置?；蛘唠娨晫W(xué)習(xí)根據(jù)當(dāng)時(shí)房間內(nèi)發(fā)生的情況改變音頻輸出——因此在聚會(huì)或烹飪時(shí)聲音和音樂(lè)不會(huì)被震聾。語(yǔ)音界面還可用于教導(dǎo)或訓(xùn)練設(shè)備，以及在設(shè)備離線時(shí)提供信息。

智能健康應(yīng)用

在延遲方面，智能健康應(yīng)用程序的要求會(huì)更高?？梢灶A(yù)測(cè)何時(shí)需要更換電池的起搏器可以很好地挽救生命?？梢詫?shí)時(shí)警告用戶心臟異常的心電圖 （ECG） 傳感器也可以挽救生命。嵌入 ECG 傳感器中的 ML 算法可以檢測(cè)到心跳或節(jié)律的中斷并立即發(fā)出警報(bào)。

人工智能算法也被用于預(yù)測(cè)胰島素泵何時(shí)可能用完患者的特定劑量，并預(yù)測(cè)何時(shí)需要?jiǎng)┝?。否則，泵可能無(wú)法在正確的時(shí)間輸送正確的劑量，從而使患者處于危險(xiǎn)之中。

智慧城市應(yīng)用

在智慧城市中，傳感器可以收集各種信息——從污染水平到交通延誤——可用于預(yù)測(cè)交通狀況，甚至確定空氣質(zhì)量警報(bào)。

智慧城市應(yīng)用同樣需要低延遲。能夠檢測(cè)交通密度并相應(yīng)調(diào)整亮度以防止交通事故的智能路燈可以挽救生命。注入 AI 和 ML 的監(jiān)控?cái)z像頭可以檢測(cè)交通流量的變化，這可能意味著發(fā)生了事故，并可以立即向緊急服務(wù)部門發(fā)出警報(bào)，也可以挽救生命。

在城市交通等場(chǎng)景中，駕駛員將受益于警告前方減速的人工智能警報(bào)。智能停車場(chǎng)可以使用人工智能算法來(lái)監(jiān)控汽車的狀態(tài)，并根據(jù)用戶偏好的隱私或安全級(jí)別準(zhǔn)確地為車輛充電或放電。

在城市和交通控制方面，嵌入智能交通燈的人工智能算法同樣能夠通知司機(jī)、行人和騎自行車的人減速或停止前方的交通。再一次，信息將以接近零的延遲傳遞。智能車輛路線——例如，避免嚴(yán)重?fù)矶隆赡苁亲罹咛魬?zhàn)性的應(yīng)用。

靈活性是關(guān)鍵

隨著機(jī)器學(xué)習(xí)算法開(kāi)始主導(dǎo)智能家居、健康和城市應(yīng)用，處理數(shù)據(jù)的速度將比以往任何時(shí)候都更加關(guān)鍵。對(duì)于像瑞薩這樣的公司來(lái)說(shuō)，這意味著提供最智能、最靈活的 MCU，可以優(yōu)化數(shù)據(jù)處理速度，同時(shí)還可以靈活地更改功能或算法。

今天支持快速處理的同一個(gè) MCU 明天可能支持完全不同的算法。這使得包含靈活 CPU 的 MCU 平臺(tái)成為啟用端點(diǎn) ML 應(yīng)用程序的理想選擇。

審核編輯：郭婷