所謂嵌入式人工智能，就是設備無(wú)須聯(lián)網(wǎng)通過(guò)云端數據中心進(jìn)行大規模計算去實(shí)現人工智能，而是在本地計算，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)展趨勢你知道嗎？本文主要詳細嵌入式與人工智能，具體的跟隨小編一起來(lái)了解一下。
人工智能不可能沒(méi)有嵌入式，人工智能的領(lǐng)域龐大涵蓋學(xué)科眾多，應用范圍也很多。人工智能與嵌入式系統的關(guān)系，可用蘇軾《題西林壁》的詩(shī)句來(lái)形容，即“橫看成嶺側成峰，遠近高低各不同。不識廬山真面目，只緣身在此山中”。長(cháng)期以來(lái)，形形色色的人工智能就在我的周?chē)?，我們卻視而不見(jiàn)?？梢哉f(shuō)嵌入式開(kāi)啟了人工智能的進(jìn)程，人工智能的終極目的是實(shí)現人類(lèi)智力的替代，人的智力有“思維”和“行為”兩種方式，思維是大腦獨立的思考，行為是個(gè)體與客觀(guān)世界的交互。
現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)現人工智能的行為，必須使用嵌入式系統，這就是現在所說(shuō)的強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基礎上的嵌入式應用系統，已有40多年歷史?？梢则湴恋卣f(shuō)，單片機、嵌入式系統開(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。人工智能是基礎的技術(shù)資源，它有著(zhù)改變人們的思維與生活方式、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“以設備為中心”進(jìn)步為“以用戶(hù)為中心”、“以數據為中心”。
業(yè)界普遍認為人工智能的三個(gè)發(fā)展階段包括感知智能、認知智能和通用人工智能（AGI）。感知指語(yǔ)音、語(yǔ)言、圖像、手勢等;認知指理解、記憶、知識、推理、規劃、決策、創(chuàng )造等;通用人工智能指類(lèi)似人類(lèi)的思維。其中，感知是人機交互中最重要的一環(huán)，為人工智能提供數據基礎。這三個(gè)階段需要循序漸進(jìn)。目前階段，人工智能的目標并不是讓機器模擬人的全部行為，而是在某些特定領(lǐng)域超過(guò)人類(lèi)專(zhuān)家的水平、有能力高效地解決專(zhuān)業(yè)問(wèn)題，從而對人類(lèi)提供實(shí)用的服務(wù)。
小編覺(jué)得在人工智能時(shí)代，強大的算法也不會(huì )拘泥于PC機實(shí)現，需要落地的話(huà)，就要依賴(lài)嵌入式承載。嵌入式在智能手機上的應用已經(jīng)足以證明，未來(lái)出現的機器人一定會(huì )使用嵌入式的技術(shù)，所以說(shuō)對于嵌入式系統的需求已經(jīng)非常迫切，期待能夠出現顛覆智能手機的嵌入式便攜移動(dòng)終端。
人工智能與嵌入式系統的關(guān)系，可用蘇軾《題西林壁》的詩(shī)句來(lái)形容，即“橫看成嶺側成峰，遠近高低各不同。不識廬山真面目，只緣身在此山中”。長(cháng)期以來(lái)，形形色色的人工智能就在我的周?chē)?，我們卻視而不見(jiàn)。為什么會(huì )出現這種現象？則要從兩個(gè)領(lǐng)域的人工智能說(shuō)起。
所說(shuō)的人工智能，就是以人工方式實(shí)現人類(lèi)智力的替代。人類(lèi)智力有“思維”與“行為”兩種方式?！八季S”是大腦的獨立思考，“行為”是人類(lèi)個(gè)體與客觀(guān)世界的交互狀態(tài)，除了思考還要有對外部世界的感知與控制。AlphaGo屬于前者，它與李世石、柯潔對決，還要有代理人將它的思維能力轉化成對決的下棋行為。實(shí)現人工智能的行為方式，則非嵌入式系統莫屬。對此，人工智能領(lǐng)域人士，普遍將這兩種人工智能定義成“強人工智能”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)區分?？傊?，所有專(zhuān)家都認可具有行為能力的“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基礎上的嵌入式應用系統，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，感嘆于我們日常生活中每天都在使用人工智能，抱怨于“一旦一樣東西用人工智能實(shí)現了，人們就不再叫它人工智能了”。
可以驕傲地說(shuō)，單片機、嵌入式系統開(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。
1、嵌入式人工智能于各行業(yè)垂直領(lǐng)域應用具有巨大的潛力
嵌入式人工智能市場(chǎng)在零售、交通運輸和自動(dòng)化、制造業(yè)及農業(yè)等各行業(yè)垂直領(lǐng)域具有巨大的潛力。而驅動(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(hù)垂直領(lǐng)域的應用數量不斷增加，尤其是改善對終端消費者服務(wù)。當然嵌入式人工智能市場(chǎng)要起來(lái)也受到IT基礎設施完善、智能手機及智能穿戴式設備的普及。其中，以自然語(yǔ)言處理（NLP）應用市場(chǎng)占嵌入式人工智能市場(chǎng)很大部分。隨著(zhù)自然語(yǔ)言處理的技術(shù)不斷精進(jìn)而驅動(dòng)消費者服務(wù)的成長(cháng)，還有：汽車(chē)信息通訊娛樂(lè )系統、嵌入式人工智能機器人及支持嵌入式人工智能的智能手機等領(lǐng)域。
2、嵌入式人工智能導入醫療保健行業(yè)維持高速成長(cháng)
由于醫療保健行業(yè)大量使用大數據及嵌入式人工智能，進(jìn)而精準改善疾病診斷、醫療人員與患者之間人力的不平衡、降低醫療成本、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用于臨床試驗、大型醫療計劃、醫療咨詢(xún)與宣傳推廣和銷(xiāo)售開(kāi)發(fā)。嵌入式人工智能導入醫療保健行業(yè)從2016年到2022年維持很高成長(cháng)，預計從2016年的6.671億美元達到2022年的79.888億美元年均復合增長(cháng)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到手機時(shí)代以來(lái)，用戶(hù)接口都是透過(guò)屏幕或鍵盤(pán)來(lái)互動(dòng)。隨著(zhù)智能喇叭（Smart Speaker）、虛擬/增強現實(shí)（VR/AR）與自動(dòng)駕駛車(chē)系統陸續進(jìn)入人類(lèi)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算系統溝通。這表示著(zhù)嵌入式人工智能透過(guò)自然語(yǔ)言處理與機器學(xué)習讓技術(shù)變得更為直觀(guān)，也變得較易操控，未來(lái)將可以取代屏幕在用戶(hù)接口與用戶(hù)體驗的地位。嵌入式人工智能除了在企業(yè)后端扮演重要角色外，在技術(shù)接口也可承擔更復雜角色。例如：使用視覺(jué)圖形的自動(dòng)駕駛車(chē)，透過(guò)人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò )以實(shí)現實(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，也因此設定了未來(lái)互動(dòng)的高標準模式。
4、未來(lái)手機芯片一定內建嵌入式人工智能運算核心
現階段主流的ARM架構處理器速度不夠快，若要進(jìn)行大量的圖像運算仍嫌不足，所以未來(lái)的手機芯片一定會(huì )內建嵌入式人工智能運算核心。正如，蘋(píng)果將3D感測技術(shù)帶入iPhone之后，Android陣營(yíng)智能手機將在明年（2017）跟進(jìn)導入3D感測相關(guān)應用。
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)習算法相結合，而成功相結合的關(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臉部辨識就是3D深度感測芯片加上神經(jīng)引擎運算功能，整合高達8個(gè)組件進(jìn)行分析，分別是紅外線(xiàn)鏡頭、泛光感應組件、距離傳感器、環(huán)境光傳感器、前端相機、點(diǎn)陣投影器、喇叭與麥克風(fēng)。蘋(píng)果強調用戶(hù)的生物識別數據，包含：指紋或臉部辨識都以加密形式儲存在iPhone內部，所以不易被竊取。
6、嵌入式人工智能自主學(xué)習是終極目標
嵌入式人工智能“大腦”變聰明是分階段進(jìn)行，從機器學(xué)習進(jìn)化到深度學(xué)習，再進(jìn)化至自主學(xué)習。目前，仍處于機器學(xué)習及深度學(xué)習的階段，若要達到自主學(xué)習需要解決四大關(guān)鍵問(wèn)題。首先，是為自主機器打造一個(gè)嵌入式人工智能平臺；還要提供一個(gè)能夠讓自主機器進(jìn)行自主學(xué)習的虛擬環(huán)境，必須符合物理法則，碰撞，壓力，效果都要與現實(shí)世界一樣；然后再將嵌入式人工智能的“大腦”放到自主機器的框架中；最后建立虛擬世界入口（VR）。目前，NVIDIA推出自主機器處理器Xavier，就在為自主機器的商用和普及做準備工作。
7、最完美的架構是把CPU和GPU（或其他處理器）結合起來(lái)
未來(lái)，還會(huì )推出許多專(zhuān)門(mén)的領(lǐng)域所需的超強性能的處理器，但是CPU是通用于各種設備，什么場(chǎng)景都可以適用。所以，最完美的架構是把CPU和GPU（或其他處理器）結合起來(lái)。例如，NVIDIA推出CUDA計算架構，將專(zhuān)用功能ASIC與通用編程模型相結合，使開(kāi)發(fā)人員實(shí)現多種算法。
8、AR成為嵌入式人工智能的眼睛，兩者是互補、不可或缺
未來(lái)的嵌入式人工智能需要AR，未來(lái)的AR也需要嵌入式人工智能，可以將AR比喻成嵌入式人工智能的眼睛。為了機器人學(xué)習而創(chuàng )造的在虛擬世界，本身就是虛擬現實(shí)。還有，如果要讓人進(jìn)入到虛擬環(huán)境去對機器人進(jìn)行訓練，還需要更多其它的技術(shù)。展望未來(lái)，隨著(zhù)嵌入式人工智能、物聯(lián)網(wǎng)、VR/AR、5G等技術(shù)成熟，將帶動(dòng)新一波半導體產(chǎn)業(yè)的30年榮景，包括：內存、中央處理器、通訊與傳感器四大芯片，各種新產(chǎn)品應用芯片需求不斷增加，以中國在半導體的龐大市場(chǎng)優(yōu)勢將會(huì )在全球扮演關(guān)鍵的角色
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