人工智能(AI)棋王 Alpha Go 戰(zhàn)勝人類棋王之后,AI 技術(shù)便為大眾所熟知,計(jì)算機(jī)技術(shù)上的突破和運(yùn)算能力的提升,大大改善了 AI 實(shí)際能力,逐漸走入百姓生活,比如我們看到的人工智能音箱和人臉識(shí)別等應(yīng)用。人工智能對(duì)處理能力和實(shí)時(shí)性有著極強(qiáng)的要求,邊緣計(jì)算正在興起,這更與物聯(lián)網(wǎng)和嵌入式系統(tǒng)密不可分。
身處這樣一個(gè)時(shí)代,我們?cè)撊绾慰创@場(chǎng)即將到來的風(fēng)暴呢?人工智能的應(yīng)用日益普及,其中哪些細(xì)分市場(chǎng)會(huì)是物聯(lián)網(wǎng)與嵌入式行業(yè)重點(diǎn)關(guān)注的方向呢?嵌入式與物聯(lián)網(wǎng)研究和工程技術(shù)人員又該如何把握住人工智能所帶來的重大機(jī)遇呢?
近日,嵌入式系統(tǒng)聯(lián)誼會(huì)第 23 次主題討論會(huì)就這些問題,邀請(qǐng)業(yè)內(nèi)知名專家和學(xué)者做了深入的探討!本次會(huì)議由嵌入式系統(tǒng)聯(lián)誼會(huì)、深圳北航新興產(chǎn)業(yè)技術(shù)研究院主辦,深圳北航物聯(lián)網(wǎng)研究院、物聯(lián)網(wǎng)咖啡承辦,北京航空航天大學(xué)出版社、泰智會(huì)共同協(xié)辦。主題為”人工智能助力物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)發(fā)展”。
本次會(huì)議分成兩個(gè)部分,上午是學(xué)術(shù)研討會(huì),主題是“嵌入式系統(tǒng)的人工智能研究與思考”,由嵌入式系統(tǒng)聯(lián)誼會(huì)何小慶秘書長(zhǎng)主持,北航深圳新興產(chǎn)業(yè)技術(shù)研究院王保江院長(zhǎng)致辭介紹研究院情況。
資源網(wǎng)時(shí)代,嵌入式系統(tǒng)將大有可為
北京航空航天大學(xué)教授? 何立民
《單片機(jī)與嵌入式系統(tǒng)應(yīng)用》雜志社主編何立民教授介紹了無偏見的人工智能和資源網(wǎng)的未來,何教授認(rèn)為可以撇開比特幣從互聯(lián)網(wǎng)視角看區(qū)塊鏈,它是一個(gè)去中心、無人化的社會(huì)資源交易網(wǎng),即資源網(wǎng)或價(jià)值網(wǎng),可以看成是繼互聯(lián)網(wǎng)、物聯(lián)網(wǎng)之后網(wǎng)絡(luò)時(shí)代的第三次變革,互聯(lián)網(wǎng)的終極目標(biāo)是將“物”與“資源”入網(wǎng),尤其強(qiáng)調(diào)嵌入式從業(yè)者應(yīng)了解區(qū)塊鏈,因?yàn)榍度胧较到y(tǒng)在區(qū)塊鏈的未來應(yīng)用中大有作為。
嵌入式系統(tǒng)是智能物聯(lián)系統(tǒng),在普遍具有網(wǎng)絡(luò)接入功能后,將互聯(lián)網(wǎng)變革到物聯(lián)網(wǎng),物聯(lián)網(wǎng)的物聯(lián)基因存在于嵌入式系統(tǒng)之中。隨著區(qū)塊鏈技術(shù)成為熱點(diǎn),嵌入式系統(tǒng)技術(shù)可以幫助模擬 “資源”實(shí)現(xiàn)數(shù)字的區(qū)塊化,所以說嵌入式技術(shù)推動(dòng)了物聯(lián)網(wǎng)到區(qū)塊鏈的變革。
區(qū)塊鏈中會(huì)應(yīng)用到數(shù)字化技術(shù)、人工智能、密碼學(xué)、誠信體系建設(shè)等基礎(chǔ)技術(shù),但是區(qū)塊鏈的核心是去中心的公平、公正、交易的智能合約建設(shè),所以實(shí)現(xiàn)“無偏見”的人工智能就更加迫切,這是在人工智能基礎(chǔ)上開發(fā)出的一種可判斷公正性的獨(dú)立評(píng)價(jià)系統(tǒng)。何教授強(qiáng)調(diào) 2018 年 3 月 IBM 預(yù)測(cè)五年內(nèi)將對(duì)全球影響最大的五項(xiàng)技術(shù)年清單中有三項(xiàng)與區(qū)塊鏈有關(guān),即加密錨技術(shù)、格密碼體系、無偏見的人工智能,而且即將推出“加密錨”芯片(1 平方毫米、十美分價(jià)格),該芯片被認(rèn)為是開發(fā)物聯(lián)網(wǎng)區(qū)塊鏈解決方案的起點(diǎn)。
何教授還預(yù)測(cè),在未來的二十年內(nèi),市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)亂象會(huì)徹底發(fā)生改變,最終會(huì)完成互聯(lián)從信息網(wǎng)到物理網(wǎng)、資源網(wǎng)的變革,而這正是嵌入式系統(tǒng)大有作為的時(shí)代。
用 AI 改變視界
北京航空航天大學(xué)教授? 康一梅
康一梅教授稱 AI 為高勢(shì)能技術(shù),其將引發(fā)遠(yuǎn)超互聯(lián)網(wǎng)帶來的變革,因?yàn)樵摷夹g(shù)能夠帶來新應(yīng)用場(chǎng)景的覆蓋領(lǐng)域及該技術(shù)在這些新應(yīng)用場(chǎng)景中的不可替代性。通過分析百度、騰訊、阿里、小米等國內(nèi)互聯(lián)網(wǎng)巨頭在該領(lǐng)域的發(fā)展現(xiàn)狀,康教授認(rèn)為 AI 發(fā)展會(huì)從云端走向終端,并且會(huì)在終端設(shè)備爆發(fā),并且得出未來所有硬件將被 AI 智能化的結(jié)論。
通過分析人工智能技術(shù)的分布領(lǐng)域發(fā)現(xiàn)機(jī)器視覺應(yīng)用規(guī)模在整個(gè)人工智能市場(chǎng)的占比達(dá)到 42%,未來這一數(shù)字還將增大。但是康教授在研究中發(fā)現(xiàn),對(duì) AI 的概念和技術(shù)關(guān)注比產(chǎn)品多,因?yàn)?AI 技術(shù)轉(zhuǎn)化成 AI 產(chǎn)品需要算法創(chuàng)新、軟硬件研發(fā)、技術(shù)工程化 / 產(chǎn)品化的綜合能力。康教授介紹嵌入式系統(tǒng)對(duì) AI 算法的要求還是比較苛刻的,在時(shí)間方面需要有很好的實(shí)時(shí)性,在空間方面必須要存儲(chǔ)空間小。
智能系統(tǒng)需要良好的優(yōu)化系統(tǒng)設(shè)計(jì)體系
華東師范大學(xué)教授 陳儀香
陳儀香教授介紹,無處不在的智能系統(tǒng)是在硬件基礎(chǔ)上融入了人工智能,讓機(jī)器通過一定的方式進(jìn)行判斷、決策和控制,是嵌入式技術(shù)、軟件工程、人工智能等知識(shí)的深入融合系統(tǒng)。陳教授介紹,設(shè)計(jì)一個(gè)好的智能系統(tǒng)必須建立良好的優(yōu)化系統(tǒng)設(shè)計(jì)體系,需要按照系統(tǒng)規(guī)范,軟硬件劃分,硬件設(shè)計(jì)、接口設(shè)計(jì)、軟件設(shè)計(jì),系統(tǒng)集成的步驟完成,并詳細(xì)介紹了規(guī)范建模和協(xié)同優(yōu)化設(shè)計(jì)的具體細(xì)節(jié)。最后以交通標(biāo)志識(shí)別系統(tǒng)和自動(dòng)停車系統(tǒng)為例,詳細(xì)介紹了一個(gè)智能系統(tǒng)完整設(shè)計(jì)過程。如果工程師按照陳教授介紹的步驟進(jìn)行智能系統(tǒng)的設(shè)計(jì),會(huì)少走很多彎路。
中山大學(xué)計(jì)算機(jī)學(xué)院黃凱教授介紹他們學(xué)院無人機(jī)研究所的情況和在視網(wǎng)膜注射手術(shù)機(jī)器人方面的研究成果。
下午是企業(yè)家論壇活動(dòng),主題為“人工智能助力物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)發(fā)展”由深圳北航物聯(lián)網(wǎng)研究院執(zhí)行院長(zhǎng)蔡高升主持。
物聯(lián)網(wǎng)操作系統(tǒng)和邊緣計(jì)算是嵌入式技術(shù)和物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展新趨勢(shì)
嵌入式系統(tǒng)聯(lián)誼會(huì)秘書長(zhǎng)? 何小慶
何小慶秘書長(zhǎng)首先回憶了 9 年來嵌入式系統(tǒng)聯(lián)誼會(huì)的活動(dòng)主題,聯(lián)誼會(huì)自成立以來一直緊跟嵌入式系統(tǒng)發(fā)展趨勢(shì)展開討論。時(shí)間坐標(biāo)進(jìn)入到 2018 年,何小慶秘書長(zhǎng)介紹,現(xiàn)在科技創(chuàng)新的浪潮已經(jīng)從云計(jì)算、IoT 演進(jìn)到邊緣計(jì)算和人工智能,并表示構(gòu)建未來智能社會(huì)的嵌入式技術(shù)三大基石:致力發(fā)展高效、可靠和低功耗的聯(lián)網(wǎng)技術(shù);發(fā)展綠色環(huán)保的高能效的嵌入式計(jì)算技術(shù);嵌入式功能安全和系統(tǒng)的信息安全都將非常重要。
近幾年半導(dǎo)體行業(yè)并購非常頻繁,何小慶秘書長(zhǎng)認(rèn)為這將對(duì)嵌入式系統(tǒng)的發(fā)展產(chǎn)生非常重要的影響:并購會(huì)促使主流的嵌入式處理進(jìn)入到物聯(lián)網(wǎng)和 AI 領(lǐng)域;在物聯(lián)網(wǎng)邊緣計(jì)算和傳感器節(jié)點(diǎn)方面會(huì)出現(xiàn)新的處理技術(shù)和商業(yè)模式;在提升嵌入式 AI 設(shè)備的計(jì)算能力和實(shí)時(shí)性方面,邊緣計(jì)算會(huì)起非常重要的作用。何小慶秘書長(zhǎng)還詳細(xì)介紹了邊緣技術(shù)的使用案例和目前的進(jìn)展。
物聯(lián)網(wǎng)的蓬勃發(fā)展離不開物聯(lián)網(wǎng)操作系統(tǒng),當(dāng)前物聯(lián)網(wǎng)操作系統(tǒng)異軍突起,何小慶秘書長(zhǎng)介紹,與傳統(tǒng)的嵌入式操作系統(tǒng)不同,物聯(lián)網(wǎng)操作系統(tǒng)從一開始就借助云平臺(tái),為物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用帶來的全新的利益和商業(yè)模式,還詳細(xì)介紹了現(xiàn)在比較流行的幾款物聯(lián)網(wǎng)操作系統(tǒng),如 ARM mbed OS 和 Huawei LiteOS 以及由開源 RTOS 演化來的 Amazon FreeRTOS 等。?? 最后強(qiáng)調(diào)物聯(lián)網(wǎng)安全是重中之重,而且任重道遠(yuǎn),需要生態(tài)系統(tǒng)的共同努力!
利用 FPGA 加快嵌入式人工智能系統(tǒng)的布置
北京威視銳科技 CEO? 姚遠(yuǎn)
姚遠(yuǎn)博士介紹,北京威視銳科技有限公司主要面向無線通信頻譜安全、人工智能視覺感知與核生化監(jiān)測(cè)防護(hù)等領(lǐng)域,這些均是基于深度學(xué)習(xí)計(jì)算平臺(tái)的,而深度學(xué)習(xí)的核心包括:學(xué)習(xí)算法的設(shè)計(jì),即設(shè)計(jì)的大腦到底夠不夠聰明;要有高性能的計(jì)算能力,即需要訓(xùn)練一個(gè)大的網(wǎng)絡(luò);必須要有大數(shù)據(jù)支撐;要有適當(dāng)?shù)挠脩魣?chǎng)景;需要成熟的商業(yè)模式。
目前深度學(xué)習(xí)計(jì)算平臺(tái)可以采用多種方式,如 CPU、GPU、CPU+GPU、ARM+FPGA、TPU+各種 SoC 等,姚遠(yuǎn)博士認(rèn)為 FPGA 芯片結(jié)構(gòu)特別適合模型預(yù)測(cè),其利用動(dòng)態(tài)可重配置技術(shù),能在一秒之內(nèi)快速切換成不同的設(shè)計(jì)方案,面對(duì)下一個(gè)工作負(fù)載進(jìn)行硬件優(yōu)化,但是開發(fā)難度和門檻限制了其廣泛應(yīng)用。威視銳就致力于解決 FPGA 的這一難題,推出工業(yè)檢測(cè) EagleGo 解決方案,工程師使用 Xilinx SDSoC 開發(fā)流程,使用 C 或者 C++語言,僅需數(shù)小時(shí)即可完成系統(tǒng)運(yùn)行。姚遠(yuǎn)博士還介紹了使用案例,如采用 SDSoc 技術(shù)實(shí)現(xiàn)卷積核加速、物體分類攝像頭等。
下一代嵌入式開發(fā)平臺(tái) AWorks 是 RT Kernel 里的小鋼炮
廣州致遠(yuǎn)電子有限公司董事長(zhǎng)? 周立功
周立功介紹,軟件設(shè)計(jì)應(yīng)該致力于降低整體成本,如果考慮人的因素,軟件工程更接近經(jīng)濟(jì)學(xué),而非計(jì)算機(jī)科學(xué),如果不改變思維方式,則很難開發(fā)出既好賣且成本低的產(chǎn)品。所以致遠(yuǎn)電子也在改變思維方式,采用“芯片+AWorks 軟件平臺(tái)”設(shè)計(jì)高附加值的模塊、板卡和高端測(cè)量?jī)x器,通過有線和無線接口接入 ZWS IoT 云端,實(shí)現(xiàn)大數(shù)據(jù)處理,構(gòu)成工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)生態(tài)系統(tǒng)。
周立功稱 AWorks 為 RT Kernel 里的小鋼炮,具有極微小原生內(nèi)核,最小能在 1 KB RAM、2 KB ROM 的平臺(tái)上運(yùn)行;可以提供任務(wù)、信號(hào)量、互斥量、消息隊(duì)列等多種 OS 服務(wù);可以提供無限制的任務(wù)數(shù)量,最高達(dá) 1024 個(gè)任務(wù)優(yōu)先級(jí),支持同優(yōu)先級(jí)任務(wù);所有組件均可靜態(tài)實(shí)例化,避免內(nèi)存泄漏的風(fēng)險(xiǎn)。AWorks 組件采用可插拔、可裁剪的理念設(shè)計(jì),可“量身定制”一套最合適的操作系統(tǒng)。除此之外,現(xiàn)在非常棘手的 USB 驅(qū)動(dòng)可以采用 AWorks 平臺(tái),僅需 2 行代碼,即可直接調(diào)用成熟穩(wěn)定的 USB 設(shè)備,支持市面上所有主流 U 盤。
AWorks 的發(fā)布形式多樣,包括無線核心版、標(biāo)準(zhǔn)核心板、SDK 開發(fā)包等,讓工程師感受到不一樣的嵌入式開發(fā)體驗(yàn)。
AI 和邊緣計(jì)算在物聯(lián)網(wǎng)中極具價(jià)值
深圳日海通訊技術(shù)股份有限公司 CTO 鄒俊
?鄒俊對(duì)物聯(lián)網(wǎng)有自己的理解,他認(rèn)為物聯(lián)網(wǎng)的核心是規(guī)模,但是目前物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)鏈條過長(zhǎng),并且各環(huán)節(jié)銜接仍不順暢,行業(yè)應(yīng)用碎片化嚴(yán)重,形成了信息孤島,很多公司都在急于布局物聯(lián)行業(yè),但是整體規(guī)模又都不大,所以在物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)中,“平臺(tái)+模組”能力是戰(zhàn)略布局的關(guān)鍵。鄒俊認(rèn)為 AI 和邊緣計(jì)算會(huì)在物聯(lián)網(wǎng)中發(fā)揮重要的作用。
ADAS 系統(tǒng)前途光明
深圳中科龍智汽車有限公司總經(jīng)理 張偉偉
張偉偉介紹,2020 年將開啟無人駕駛黃金十年,并預(yù)測(cè)了 ADAS 的發(fā)展趨勢(shì):2017~2019 年用于安全預(yù)警類,主要是單目攝像頭的應(yīng)用,用于駕駛員行為監(jiān)測(cè)、前向碰撞預(yù)警、道路偏離預(yù)警、駕駛員身份監(jiān)測(cè)、行人碰撞預(yù)警等;2018~2020 年,用于輔助干預(yù)類,主要是雷達(dá)+攝像頭的應(yīng)用,用于自適應(yīng)巡航、自動(dòng)緊急剎車、交通擁堵輔助、道路保持輔助、自動(dòng)泊車等;2020~2025 年用于特定環(huán)境的自動(dòng)駕駛,主要是傳感器+V2X 應(yīng)用,用于道路規(guī)劃、控制策略、車輛控制等。劉偉偉以 NIO ES8 為例,介紹了 ADAS 的應(yīng)用。
智能時(shí)代,機(jī)器人不可或缺
深圳市大族機(jī)器人有限公司 CEO? 張國平
進(jìn)入智能時(shí)代,機(jī)器人越來越普遍,所以很多公司都在為自己熟悉的領(lǐng)域設(shè)計(jì)機(jī)器人。張國平介紹了大族機(jī)器人公司的 Elfin 人機(jī)協(xié)作機(jī)器人、AGV 移動(dòng)機(jī)器人和 STAR,并向在座的工程師介紹了機(jī)器人設(shè)計(jì)中用到的驅(qū)控一體化關(guān)節(jié)模塊的關(guān)鍵技術(shù),包括大中空力矩電機(jī)設(shè)計(jì)、伺服驅(qū)動(dòng)器設(shè)計(jì)、絕對(duì)式編碼器技術(shù)、高速總線技術(shù)、電磁抱閘技術(shù)、傳感器技術(shù)、HD 減速機(jī)裝配技術(shù)等,并表示公司已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了里面的核心部件國產(chǎn)化。目前,大族公司的產(chǎn)品主要應(yīng)用于工業(yè)、醫(yī)療、半導(dǎo)體、服務(wù)等行業(yè)。
會(huì)后,參與工程師與專家學(xué)者就關(guān)心的技術(shù)和產(chǎn)業(yè)問題展開了熱烈的討論。大家普遍認(rèn)為嵌入式和物聯(lián)網(wǎng)工程師都應(yīng)該抓住人工智能時(shí)代這一大好機(jī)遇,將自己掌握的技術(shù)與智能社會(huì)的需求相結(jié)合,扮演好技術(shù)核心的角色!來自深圳和各地的高校教師、企業(yè)管理和投資資深人士百余人參加交流,北航出版社嵌入式系統(tǒng)分社為會(huì)議帶來新出版物聯(lián)網(wǎng)和嵌入式圖書,本次活動(dòng)是在深圳南山科技園虛擬大學(xué)園舉行。