所謂嵌入式人工智能，就是設(shè)備無(wú)須聯(lián)網(wǎng)通過(guò)云端數(shù)據(jù)中心進(jìn)行大規(guī)模計(jì)算去實(shí)現(xiàn)人工智能，而是在本地計(jì)算，在不聯(lián)網(wǎng)的情況下就可以做實(shí)時(shí)的環(huán)境感知、人機(jī)交互、決策控制。那么嵌入式與人工智能關(guān)系是什么？嵌入式人工智能的發(fā)展趨勢(shì)你知道嗎？本文主要詳細(xì)嵌入式與人工智能，具體的跟隨小編一起來(lái)了解一下。

嵌入式與人工智能關(guān)系

所謂嵌入式，就是指一種可被內(nèi)置于設(shè)備或裝置的專用計(jì)算機(jī)系統(tǒng)。通常來(lái)說(shuō)，具有數(shù)字接口的設(shè)備都具有嵌入式系統(tǒng)，如手機(jī)、車載電腦、智能手表等等。

而嵌入式 AI，則是一種讓 AI 算法可以在終端設(shè)備上運(yùn)行的技術(shù)概念。很簡(jiǎn)單，換句話說(shuō)，它的作用就是能讓音箱、手機(jī)、機(jī)器人等智能硬件在不聯(lián)網(wǎng)的情況下實(shí)時(shí)完成環(huán)境感知、人機(jī)交互、決策控制等功能。

現(xiàn)在的人工智能大多屬于前者，siri、阿爾法狗都是典型代表。要實(shí)現(xiàn)人工智能的行為，必須使用嵌入式系統(tǒng)，這就是現(xiàn)在所說(shuō)的強(qiáng)人工智能與弱人工智能。具有行為能力的“弱人工智能”就是智能化工具，即MCU基礎(chǔ)上的嵌入式應(yīng)用系統(tǒng)，已有40多年歷史?？梢则湴恋卣f(shuō)，單片機(jī)、嵌入式系統(tǒng)開(kāi)啟了人工智能的歷史進(jìn)程，我們所做的一切都是人工智能的那些事兒。人工智能是基礎(chǔ)的技術(shù)資源，它有著改變?nèi)藗兊乃季S與生活方式、變革社會(huì)的巨大潛力。從更大的格局看，萬(wàn)物智聯(lián)時(shí)代正在到來(lái)，未來(lái)將從“以設(shè)備為中心”進(jìn)步為“以用戶為中心”、“以數(shù)據(jù)為中心”。

業(yè)界普遍認(rèn)為人工智能的三個(gè)發(fā)展階段包括感知智能、認(rèn)知智能和通用人工智能（AGI）。感知指語(yǔ)音、語(yǔ)言、圖像、手勢(shì)等;認(rèn)知指理解、記憶、知識(shí)、推理、規(guī)劃、決策、創(chuàng)造等;通用人工智能指類似人類的思維。其中，感知是人機(jī)交互中最重要的一環(huán)，為人工智能提供數(shù)據(jù)基礎(chǔ)。這三個(gè)階段需要循序漸進(jìn)。目前階段，人工智能的目標(biāo)并不是讓機(jī)器模擬人的全部行為，而是在某些特定領(lǐng)域超過(guò)人類專家的水平、有能力高效地解決專業(yè)問(wèn)題，從而對(duì)人類提供實(shí)用的服務(wù)。

在人工智能時(shí)代，從事嵌入式人工智能研發(fā)的上海速嵌公司認(rèn)為，強(qiáng)大的算法也不會(huì)拘泥于PC機(jī)實(shí)現(xiàn)，需要落地的話，就要依賴嵌入式承載。嵌入式在智能手機(jī)上的應(yīng)用已經(jīng)足以證明，未來(lái)出現(xiàn)的機(jī)器人一定會(huì)使用嵌入式的技術(shù)，所以說(shuō)對(duì)于嵌入式系統(tǒng)的需求已經(jīng)非常迫切，期待能夠出現(xiàn)顛覆智能手機(jī)的嵌入式便攜移動(dòng)終端。

嵌入式系統(tǒng)開(kāi)啟人工智能的歷史進(jìn)程

所說(shuō)的人工智能，就是以人工方式實(shí)現(xiàn)人類智力的替代。人類智力有“思維”與“行為”兩種方式。“思維”是大腦的獨(dú)立思考，“行為”是人類個(gè)體與客觀世界的交互狀態(tài)，除了思考還要有對(duì)外部世界的感知與控制。AlphaGo屬于前者，它與李世石、柯潔對(duì)決，還要有代理人將它的思維能力轉(zhuǎn)化成對(duì)決的下棋行為。實(shí)現(xiàn)人工智能的行為方式，則非嵌入式系統(tǒng)莫屬。對(duì)此，人工智能領(lǐng)域人士，普遍將這兩種人工智能定義成“強(qiáng)人工智能”與“弱人工智能”。

AlphaGo之父哈薩比斯在劍橋大學(xué)演講中則用“通用人工智能”與“狹義人工智能”來(lái)區(qū)分?？傊?，所有專家都認(rèn)可具有行為能力的“弱人工智能”。

具有行為能力的“弱人工智能”就是智能化工具，即MCU基礎(chǔ)上的嵌入式應(yīng)用系統(tǒng)，已有40多年歷史。無(wú)怪乎約翰?麥卡錫這位50年代提出人工智能概念的學(xué)者，感嘆于我們?nèi)粘Ｉ钪忻刻於荚谑褂萌斯ぶ悄?，抱怨于“一旦一樣?xùn)|西用人工智能實(shí)現(xiàn)了，人們就不再叫它人工智能了”。

可以驕傲地說(shuō)，單片機(jī)、嵌入式系統(tǒng)開(kāi)啟了人工智能的歷史進(jìn)程，速嵌智造所做的一切都是嵌入式人工智能的那些事兒。

嵌入式人工智能的的發(fā)展趨勢(shì)

而接下來(lái)的10年到20年走向萬(wàn)物互聯(lián)的階段，除了整體解決方案的競(jìng)爭(zhēng)、純算法公司的存亡值得關(guān)注以外，5G和AI相輔相成也將帶來(lái)新的機(jī)會(huì)。高通全球副總裁孫剛表示，預(yù)計(jì)2025年AI延伸出來(lái)的產(chǎn)業(yè)會(huì)產(chǎn)生5.1萬(wàn)億美元的商業(yè)場(chǎng)景，到2030年由5G延伸出來(lái)的產(chǎn)業(yè)為12.3萬(wàn)億（數(shù)據(jù)來(lái)源），這兩個(gè)產(chǎn)業(yè)有非常大的前景。

1、嵌入式人工智能于各行業(yè)垂直領(lǐng)域應(yīng)用具有巨大的潛力

嵌入式人工智能市場(chǎng)在零售、交通運(yùn)輸和自動(dòng)化、制造業(yè)及農(nóng)業(yè)等各行業(yè)垂直領(lǐng)域具有巨大的潛力。而驅(qū)動(dòng)市場(chǎng)的主要因素，是嵌入式人工智能技術(shù)在各種終端用戶垂直領(lǐng)域的應(yīng)用數(shù)量不斷增加，尤其是改善對(duì)終端消費(fèi)者服務(wù)。當(dāng)然嵌入式人工智能市場(chǎng)要起來(lái)也受到IT基礎(chǔ)設(shè)施完善、智能手機(jī)及智能穿戴式設(shè)備的普及。其中，以自然語(yǔ)言處理（NLP）應(yīng)用市場(chǎng)占嵌入式人工智能市場(chǎng)很大部分。隨著自然語(yǔ)言處理的技術(shù)不斷精進(jìn)而驅(qū)動(dòng)消費(fèi)者服務(wù)的成長(zhǎng)，還有：汽車信息通訊娛樂(lè)系統(tǒng)、嵌入式人工智能機(jī)器人及支持嵌入式人工智能的智能手機(jī)等領(lǐng)域。

2、嵌入式人工智能導(dǎo)入醫(yī)療保健行業(yè)維持高速成長(zhǎng)

由于醫(yī)療保健行業(yè)大量使用大數(shù)據(jù)及嵌入式人工智能，進(jìn)而精準(zhǔn)改善疾病診斷、醫(yī)療人員與患者之間人力的不平衡、降低醫(yī)療成本、促進(jìn)跨行業(yè)合作關(guān)系。此外嵌入式人工智能還廣泛應(yīng)用于臨床試驗(yàn)、大型醫(yī)療計(jì)劃、醫(yī)療咨詢與宣傳推廣和銷售開(kāi)發(fā)。嵌入式人工智能導(dǎo)入醫(yī)療保健行業(yè)從2016年到2022年維持很高成長(zhǎng)，預(yù)計(jì)從2016年的6.671億美元達(dá)到2022年的79.888億美元年均復(fù)合增長(zhǎng)率為52.68％。

3、嵌入式人工智能取代屏幕成為新UI / UX接口

過(guò)去從PC到手機(jī)時(shí)代以來(lái)，用戶接口都是透過(guò)屏幕或鍵盤(pán)來(lái)互動(dòng)。隨著智能喇叭（Smart Speaker）、虛擬/增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)（VR/AR）與自動(dòng)駕駛車系統(tǒng)陸續(xù)進(jìn)入人類生活環(huán)境，加速在不需要屏幕的情況下，人們也能夠很輕松自在與運(yùn)算系統(tǒng)溝通。這表示著嵌入式人工智能透過(guò)自然語(yǔ)言處理與機(jī)器學(xué)習(xí)讓技術(shù)變得更為直觀，也變得較易操控，未來(lái)將可以取代屏幕在用戶接口與用戶體驗(yàn)的地位。例如：使用速嵌智造語(yǔ)音識(shí)別系統(tǒng)的各種家用電器、小家電，透過(guò)人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)以實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)翻譯，也就是說(shuō)，嵌入式人工智能讓接口變得更為簡(jiǎn)單且更有智能，也因此設(shè)定了未來(lái)互動(dòng)的高標(biāo)準(zhǔn)模式。

4、未來(lái)手機(jī)芯片一定內(nèi)建嵌入式人工智能運(yùn)算核心

現(xiàn)階段主流的ARM架構(gòu)處理器速度不夠快，若要進(jìn)行大量的圖像運(yùn)算仍嫌不足，所以未來(lái)的手機(jī)芯片一定會(huì)內(nèi)建嵌入式人工智能運(yùn)算核心。正如，蘋(píng)果將3D感測(cè)技術(shù)帶入iPhone之后，Android陣營(yíng)智能手機(jī)將在明年（2017）跟進(jìn)導(dǎo)入3D感測(cè)相關(guān)應(yīng)用。

5、嵌入式人工智能芯片關(guān)鍵在于成功整合軟硬件

嵌入式人工智能芯片的核心是半導(dǎo)體及算法。嵌入式人工智能硬件主要是要求更快指令周期與低功耗，包括GPU、DSP、ASIC、FPGA和神經(jīng)元芯片，且須與深度學(xué)習(xí)算法相結(jié)合，而成功相結(jié)合的關(guān)鍵在于先進(jìn)的封裝技術(shù)?？傮w來(lái)說(shuō)GPU比FPGA快，而在功率效能方面FPGA比GPU好，所以嵌入式人工智能硬件選擇就看產(chǎn)品供貨商的需求考慮而定。例如，蘋(píng)果的Face ID臉部辨識(shí)就是3D深度感測(cè)芯片加上神經(jīng)引擎運(yùn)算功能，整合高達(dá)8個(gè)組件進(jìn)行分析，分別是紅外線鏡頭、泛光感應(yīng)組件、距離傳感器、環(huán)境光傳感器、前端相機(jī)、點(diǎn)陣投影器、喇叭與麥克風(fēng)。蘋(píng)果強(qiáng)調(diào)用戶的生物識(shí)別數(shù)據(jù)，包含：指紋或臉部辨識(shí)都以加密形式儲(chǔ)存在iPhone內(nèi)部，所以不易被竊取。

6、嵌入式人工智能自主學(xué)習(xí)是終極目標(biāo)

嵌入式人工智能“大腦”變聰明是分階段進(jìn)行，從機(jī)器學(xué)習(xí)進(jìn)化到深度學(xué)習(xí)，再進(jìn)化至自主學(xué)習(xí)。目前，上海速嵌QuickEmbed的嵌入式人工智能仍處于機(jī)器學(xué)習(xí)及深度學(xué)習(xí)的階段，若要達(dá)到自主學(xué)習(xí)需要解決四大關(guān)鍵問(wèn)題。首先，是為自主機(jī)器打造一個(gè)嵌入式人工智能平臺(tái)；還要提供一個(gè)能夠讓自主機(jī)器進(jìn)行自主學(xué)習(xí)的虛擬環(huán)境，必須符合物理法則，碰撞，壓力，效果都要與現(xiàn)實(shí)世界一樣；然后再將嵌入式人工智能的“大腦”放到自主機(jī)器的框架中；最后建立虛擬世界入口（VR）。目前，NVIDIA推出自主機(jī)器處理器Xavier，就在為自主機(jī)器的商用和普及做準(zhǔn)備工作。