如果一個(gè)系統(tǒng)可以使用機(jī)器學(xué)習(xí)來(lái)訓(xùn)練模型并在同一個(gè)微控制器上運(yùn)行它們會(huì)怎樣？從本質(zhì)上講，它是法國(guó)公司Cartesiam的 NanoEdge AI 的突破性成就，它是機(jī)器學(xué)習(xí)ST 合作伙伴計(jì)劃的成員，它重新定義了我們對(duì)人工智能的了解。 作為一家軟件公司，Cartesiam 傾聽(tīng)客戶描述他們想要分析的內(nèi)容（即光、聲、電特性等）和可用硬件（即傳感器、內(nèi)存、MCU 等）。然后，該公司提供了一個(gè)庫(kù)，使未來(lái)的應(yīng)用程序能夠在邊緣利用機(jī)器學(xué)習(xí)。該過(guò)程本身很簡(jiǎn)單，因?yàn)樵摴緭碛卸嗄甑难芯亢徒?jīng)驗(yàn)。因此，讓我們看看我們的合作者為 ST 合作伙伴計(jì)劃、物聯(lián)網(wǎng)和機(jī)器學(xué)習(xí)應(yīng)用帶來(lái)了什么，并了解他們?nèi)绾问褂梦覀冏钚碌?a href="http://www.makelele.cn/v/tag/751/" target="_blank">STM32G4 32 位 MCU 系列。

Cartesiam 為 ST 合作伙伴計(jì)劃帶來(lái)了什么？NanoEdge AI 和無(wú)監(jiān)督學(xué)習(xí)

Cartesiam 在 ST 合作伙伴計(jì)劃中的存在比以往任何時(shí)候都更加重要，因?yàn)樗a(bǔ)充了我們的倡議。年初，ST推出STM32Cube.AI，讓開(kāi)發(fā)者可以輕松將神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)轉(zhuǎn)化為STM32的優(yōu)化代碼。我們的工具針對(duì)依賴預(yù)定事件的應(yīng)用程序。開(kāi)發(fā)人員通過(guò)在 PC 上的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)訓(xùn)練框架中處理數(shù)據(jù)之前收集數(shù)據(jù)來(lái)訓(xùn)練神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，以識(shí)別特定的活動(dòng)，例如步行、跑步或游泳。這個(gè)監(jiān)督學(xué)習(xí)階段輸出經(jīng)過(guò)訓(xùn)練的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，然后開(kāi)發(fā)人員可以將其發(fā)送到 STM32Cube.AI 以將其轉(zhuǎn)換為代碼，使我們的 MCU 能夠識(shí)別這些活動(dòng)（即推理階段）。STM32Cube.AI 至今仍是同類中唯一適用于 STM32 MCU 的解決方案。

另一方面，Cartesiam 為不知道會(huì)發(fā)生什么并因此無(wú)法提前運(yùn)行監(jiān)督學(xué)習(xí)課程的客戶提供獨(dú)特的解決方案。NanoEdge AI 是原創(chuàng)的，因?yàn)樗谖⒖刂破鞅旧砩线\(yùn)行學(xué)習(xí)階段，而不需要在 PC 上使用復(fù)雜的框架。當(dāng)工程師無(wú)法為特定情況創(chuàng)建整齊的預(yù)訓(xùn)練模型時(shí)，工程師會(huì)轉(zhuǎn)向此解決方案，但仍希望使用機(jī)器學(xué)習(xí)來(lái)提出智能解決方案，例如預(yù)測(cè)性維護(hù)，盡管嵌入式系統(tǒng)固有的資源有限。他們可以在 MCU 上運(yùn)行訓(xùn)練階段，以了解設(shè)備在其最終環(huán)境而不是實(shí)驗(yàn)室中的正常行為，然后在同一 MCU 上運(yùn)行推理以檢測(cè)和報(bào)告行為異常。

Cartesiam 為 ST 合作伙伴計(jì)劃帶來(lái)了什么？NanoEdge AI 與 STM32Cube.AI 攜手并進(jìn)

Cartesiam 的解決方案補(bǔ)充了我們的解決方案，因?yàn)樵摴疽蕾囉谕耆煌臄?shù)學(xué)范式。到目前為止，業(yè)界一直假設(shè)訓(xùn)練強(qiáng)大的機(jī)器學(xué)習(xí)模型僅在運(yùn)行 TensorFlow 或 Caffe 的 PC 上有效，僅舉兩個(gè)例子。今天，NanoEdge AI 打破了這一先驗(yàn)，這要?dú)w功于一個(gè)使用新數(shù)學(xué)模型的框架，該模型考慮了微控制器上可用的資源。雖然 ST 通過(guò)將經(jīng)過(guò)訓(xùn)練的模型引入 STM32 MCU 改變了行業(yè)，但 Cartesiam 是 ST 的重要合作伙伴，因?yàn)樗F(xiàn)在將我們的微控制器引入機(jī)器學(xué)習(xí)，從而將它們開(kāi)放給全新的應(yīng)用范圍，這要?dú)w功于它能夠在一個(gè)上運(yùn)行無(wú)監(jiān)督學(xué)習(xí)和推理單片機(jī)。 該公司的解決方案也是多年研究的成果，最終在 Embedded World 2019 期間用于我們的SensorTile 模塊。

Cartesiam 為物聯(lián)網(wǎng)帶來(lái)了什么？

NanoEdge AI 和 STM32 面向所有人

為了了解有關(guān) NanoEdge AI 及其在 STM32 平臺(tái)上的實(shí)施的更多信息，我們與 Cartesiam 的首席執(zhí)行官 Joel Rubino 和該公司的首席技術(shù)官 Francois de Rochebouet 進(jìn)行了交談。

因此，Cartesiam 是一個(gè)很好的例子，說(shuō)明公司如何在不需要花費(fèi)過(guò)多時(shí)間和資源來(lái)創(chuàng)建新硬件系統(tǒng)的情況下進(jìn)行創(chuàng)新和改變行業(yè)。他們?cè)?Embedded World 上的演示令人印象深刻，因?yàn)樗麄冋故玖怂麄兊臋C(jī)器學(xué)習(xí)庫(kù)如何使用我們的 SensorTile 模塊通過(guò)振動(dòng)分析來(lái)學(xué)習(xí) BLDC 電機(jī)的行為，然后借助嵌入式STM32L4超低功耗微控制器檢測(cè)并報(bào)告異常情況。

在幕后，公眾還沒(méi)有看到演示的另一個(gè)方面，但這是 Cartesiam 解決方案的一個(gè)關(guān)鍵優(yōu)勢(shì)：它的易用性。Francois 只用了四個(gè)小時(shí)就完成了演示，開(kāi)發(fā)人員可以相對(duì)快速地將 Cartesiam 庫(kù)集成到他們的應(yīng)用程序中。開(kāi)發(fā)人員從這家法國(guó)公司獲得示例代碼，這大大降低了學(xué)習(xí)曲線，并在他們循環(huán)調(diào)用學(xué)習(xí)函數(shù)時(shí)引導(dǎo)他們開(kāi)始訓(xùn)練系統(tǒng)，然后運(yùn)行基于他們剛剛創(chuàng)建的模型的檢測(cè)例程。因此，NanoEdge AI 消除了機(jī)器學(xué)習(xí)固有的許多復(fù)雜性，使其可供更多客戶和更多應(yīng)用程序使用。

Cartesiam 為機(jī)器學(xué)習(xí)帶來(lái)了什么？NanoEdge AI 和 STM32 無(wú)處不在

NanoEdge AI 也是一個(gè)有吸引力的解決方案，因?yàn)樗浅ｌ`活。該解決方案可以從各種傳感器獲取數(shù)據(jù)，非常適合許多行業(yè)。這就是為什么我們讓 Cartesiam 提前使用我們的新STM32G4 微控制器，看看他們能夠?qū)ξ覀優(yōu)?a href="http://www.makelele.cn/analog/" target="_blank">模擬和數(shù)字外設(shè)帶來(lái)的所有優(yōu)化做些什么，他們并沒(méi)有讓人失望。

能夠使用相同的 MCU 驅(qū)動(dòng)電機(jī)并為預(yù)測(cè)性維護(hù)系統(tǒng)運(yùn)行 AI，同時(shí)更具成本效益、魯棒性和緊湊性。ST 現(xiàn)在正與 Cartesiam 合作，以確保即將推出的包和開(kāi)發(fā)板將運(yùn)行使用 NanoEdge AI 庫(kù)的演示應(yīng)用程序，以更好地將其補(bǔ)充解決方案引入我們的社區(qū)，從而將 STM32 平臺(tái)定位于機(jī)器學(xué)習(xí)革命的中心。

這個(gè)例子表明 NanoEdge AI 具有延展性，因?yàn)樗軌蛟凇皺C(jī)器學(xué)習(xí)”中利用“機(jī)器”。Cartesiam 沒(méi)有模仿人類行為通過(guò)使用攝像頭“看到”問(wèn)題或用麥克風(fēng)“聽(tīng)到”問(wèn)題，而是使用電流傳感工具和模擬外圍設(shè)備來(lái)創(chuàng)建效率更高的模型。通過(guò)提供可以適應(yīng)大量情況的靈活解決方案，公司可以滿足大量應(yīng)用，我們很自豪能與他們合作，以確保 STM32 將成為這一新征程的驅(qū)動(dòng)力。

審核編輯：郭婷