為MCU賦能工業(yè)AI

問：邊緣AI給工業(yè)帶來了哪些變化？

答：邊緣人工智能技術(shù)可以用于開發(fā)更智能的設(shè)備/更智能的應(yīng)用。在遇到通常需要人工決策的復(fù)雜事件時(shí)，這些設(shè)備將能夠自行作出決策。

因?yàn)楸敬尾稍L是工業(yè)專題，所以我們以電機(jī)為例討論邊緣人工智能。工業(yè)設(shè)備應(yīng)該24/7全天候運(yùn)轉(zhuǎn)，所以密切監(jiān)視設(shè)備老化程度是非常重要的。

在此電機(jī)上添加一個(gè)運(yùn)行AI的智能單元，能夠準(zhǔn)確地檢測到老化現(xiàn)象，將有助于預(yù)測故障并防止停機(jī)停產(chǎn)。

有趣的是，因?yàn)殡姍C(jī)上裝有AI設(shè)備，不需要一直連接到云端，就能準(zhǔn)確的檢測到迫在眉睫的重大故障，如果威脅到操作員人身安全，還可以決定停止電動(dòng)機(jī)運(yùn)行。總之，其特點(diǎn)可以歸納為：

·         最便宜的工業(yè)設(shè)備維護(hù)成本；

·         為周圍用戶提供更安全的工作環(huán)境；

·         處理速度快，延遲時(shí)間短，而非邊緣智能設(shè)備本機(jī)因?yàn)闆]有裝置AI，需要連接到云服務(wù)器才能做出決策；

·         可降低設(shè)備的能耗，因?yàn)橹悄茉O(shè)備的能耗遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于連接云AI解決方案；

·         更好的安全性能/隱私保護(hù)，因?yàn)橹悄茉O(shè)備可以自行在本機(jī)上處理工業(yè)設(shè)備數(shù)據(jù)，不會(huì)將數(shù)據(jù)發(fā)送到云服務(wù)器（不易遭受黑客網(wǎng)絡(luò)攻擊）。

問：其技術(shù)挑戰(zhàn)是什么？

答：我們認(rèn)為當(dāng)今的主要挑戰(zhàn)是，我們的客戶非常想要通過AI提高應(yīng)用的智能程度，或者說在想在產(chǎn)品上增加AI。然而有這方面知識(shí)或經(jīng)驗(yàn)的廠商寥寥無幾。

另一個(gè)挑戰(zhàn)可能是數(shù)據(jù)隱私，目前大多數(shù)客戶對數(shù)據(jù)上云的做法仍持謹(jǐn)慎的態(tài)度。

問：貴公司是如何解決這些難點(diǎn)的？有哪些創(chuàng)新性的解決方案推薦？

答：ST了解這些挑戰(zhàn)，并意識(shí)到有必要為客戶提供一個(gè)邊緣AI開發(fā)生態(tài)系統(tǒng)，方便客戶在微控制器上添加AI。因此，ST在2018年CES（美國消費(fèi)電子展）上發(fā)布了STM32Cube.AI，幫助客戶解決這個(gè)難題。

STM32Cube.AI是一款軟件工具，用于為意法半導(dǎo)體微控制器優(yōu)化DNN（深度神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)。STM32Cube.AI可以從眾多流行的AI開發(fā)框架中（如Keras, Tensorflow Lite等）獲取接受過預(yù)訓(xùn)練的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型輸出，并將其映射到經(jīng)過優(yōu)化后、適用于目標(biāo)STM32 MCU的存儲(chǔ)及處理能力的DNN（深度神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)）中去。

更通俗地講，STM32Cube.AI是一個(gè)生態(tài)系統(tǒng)的通用名稱，用于在STM32上實(shí)現(xiàn)AI功能。 它是眾多工具的集合，包括硬件平臺(tái)，合作伙伴，固件庫，移動(dòng)應(yīng)用程序等，可在STM32微控制器上實(shí)現(xiàn)AI功能。有了STM32Cube.AI，讓客戶在STM32系列上運(yùn)行AI變得非常輕松簡單。

針對那些對AI知之甚少的客戶，ST通過展示與合作伙伴共同打造的完整的解決方案和詳盡的用例，以幫助這類客戶提高對AI的認(rèn)知度。同時(shí)，我們每月也會(huì)有計(jì)劃地舉行一些實(shí)踐研討會(huì)，提高客戶對STM32生態(tài)系統(tǒng)的熟悉度。

關(guān)于剛才提到的數(shù)據(jù)隱私問題，ST可以幫助客戶在邊緣（STM32）而非在云（服務(wù)器）上運(yùn)行AI。這樣就不需要將數(shù)據(jù)傳輸?shù)皆疲梢允箍蛻綦[私得到更好的保護(hù) 。與在云計(jì)算相比，邊緣（STM32）計(jì)算的其他優(yōu)點(diǎn)還包括：更低功耗、更安全。在邊緣端(STM32)運(yùn)行AI，可以有效減少智能邊緣設(shè)備的功耗，以及在設(shè)備和云之間傳輸數(shù)據(jù)帶來的額外功耗。更重要的是，在邊緣運(yùn)行AI可以讓設(shè)備在盡可能低延遲的情況下，自行作出決策并對設(shè)備進(jìn)行實(shí)時(shí)控制，從而避免因操作不及時(shí)給用戶或機(jī)器帶來的安全隱患和直接損失。