姓名：楊若婷? 學號：19020100322
【嵌牛導讀】：該篇文章結合了當下非常火熱的人工智能問題，詳細闡述了嵌入式與人工智能之間的關系，嵌入式如何與人工智能共同發(fā)展。從人工智能與嵌入式的關系，人工智能和嵌入式發(fā)展歷史的相關性以及嵌入式與人工智能未來的合作發(fā)展趨勢。
【嵌牛鼻子】：人工智能，嵌入式，共同發(fā)展
【嵌牛提問】：嵌入式和人工智能之間存在著什么樣的聯(lián)系？
【嵌牛正文】：
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所謂嵌入式人工智能，就是設備無須聯(lián)網(wǎng)通過云端數(shù)據(jù)中心進行大規(guī)模計算去實現(xiàn)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時的環(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了解一下。
嵌入式與人工智能關系
人工智能不可能沒有嵌入式，人工智能的領域龐大涵蓋學科眾多，應用范圍也很多。人工智能與嵌入式系統(tǒng)的關系，可用蘇軾《題西林壁》的詩句來形容，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”。長期以來，形形色色的人工智能就在我的周圍，我們卻視而不見。可以說嵌入式開啟了人工智能的進程，人工智能的終極目的是實現(xiàn)人類智力的替代，人的智力有“思維”和“行為”兩種方式，思維是大腦獨立的思考，行為是個體與客觀世界的交互。
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(tǒng)，已有40多年歷史。可以驕傲地說，單片機、嵌入式系統(tǒng)開啟了人工智能的歷史進程，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資源，它有著改變?nèi)藗兊乃季S與生活方式、變革社會的巨大潛力。從更大的格局看，萬物智聯(lián)時代正在到來，未來將從“以設備為中心”進步為“以用戶為中心”、“以數(shù)據(jù)為中心”。
業(yè)界普遍認為人工智能的三個發(fā)展階段包括感知智能、認知智能和通用人工智能（AGI）。感知指語音、語言、圖像、手勢等;認知指理解、記憶、知識、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，感知是人機交互中最重要的一環(huán)，為人工智能提供數(shù)據(jù)基礎。這三個階段需要循序漸進。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，而是在某些特定領域超過人類專家的水平、有能力高效地解決專業(yè)問題，從而對人類提供實用的服務。
小編覺得在人工智能時代，強大的算法也不會拘泥于PC機實現(xiàn)，需要落地的話，就要依賴嵌入式承載。嵌入式在智能手機上的應用已經(jīng)足以證明，未來出現(xiàn)的機器人一定會使用嵌入式的技術，所以說對于嵌入式系統(tǒng)的需求已經(jīng)非常迫切，期待能夠出現(xiàn)顛覆智能手機的嵌入式便攜移動終端。
嵌入式系統(tǒng)開啟人工智能的歷史進程
人工智能與嵌入式系統(tǒng)的關系，可用蘇軾《題西林壁》的詩句來形容，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”。長期以來，形形色色的人工智能就在我的周圍，我們卻視而不見。為什么會出現(xiàn)這種現(xiàn)象？則要從兩個領域的人工智能說起。
所說的人工智能，就是以人工方式實現(xiàn)人類智力的替代。人類智力有“思維”與“行為”兩種方式。“思維”是大腦的獨立思考，“行為”是人類個體與客觀世界的交互狀態(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。實現(xiàn)人工智能的行為方式，則非嵌入式系統(tǒng)莫屬。對此，人工智能領域人士，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演講中則用“通用人工智能”與“狹義人工智能”來區(qū)分。總之，所有專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(tǒng)，已有40多年歷史。無怪乎約翰?麥卡錫這位50年代提出人工智能概念的學者，感嘆于我們?nèi)粘Ｉ钪忻刻於荚谑褂萌斯ぶ悄埽г褂凇耙坏┮粯訓|西用人工智能實現(xiàn)了，人們就不再叫它人工智能了”。
可以驕傲地說，單片機、嵌入式系統(tǒng)開啟了人工智能的歷史進程，我們所做的一切都是人工智能的那些事兒。
嵌入式人工智能的的發(fā)展趨勢
1、嵌入式人工智能于各行業(yè)垂直領域應用具有巨大的潛力
嵌入式人工智能市場在零售、交通運輸和自動化、制造業(yè)及農(nóng)業(yè)等各行業(yè)垂直領域具有巨大的潛力。而驅動市場的主要因素，是嵌入式人工智能技術在各種終端用戶垂直領域的應用數(shù)量不斷增加，尤其是改善對終端消費者服務。當然嵌入式人工智能市場要起來也受到IT基礎設施完善、智能手機及智能穿戴式設備的普及。其中，以自然語言處理（NLP）應用市場占嵌入式人工智能市場很大部分。隨著自然語言處理的技術不斷精進而驅動消費者服務的成長，還有：汽車信息通訊娛樂系統(tǒng)、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域。
2、嵌入式人工智能導入醫(yī)療保健行業(yè)維持高速成長
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，進而精準改善疾病診斷、醫(yī)療人員與患者之間人力的不平衡、降低醫(yī)療成本、促進跨行業(yè)合作關系。此外嵌入式人工智能還廣泛應用于臨床試驗、大型醫(yī)療計劃、醫(yī)療咨詢與宣傳推廣和銷售開發(fā)。嵌入式人工智能導入醫(yī)療保健行業(yè)從2016年到2022年維持很高成長，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率為52.68％。
3、嵌入式人工智能取代屏幕成為新UI / UX接口
過去從PC到手機時代以來，用戶接口都是透過屏幕或鍵盤來互動。隨著智能喇叭（Smart Speaker）、虛擬/增強現(xiàn)實（VR/AR）與自動駕駛車系統(tǒng)陸續(xù)進入人類生活環(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算系統(tǒng)溝通。這表示著嵌入式人工智能透過自然語言處理與機器學習讓技術變得更為直觀，也變得較易操控，未來將可以取代屏幕在用戶接口與用戶體驗的地位。嵌入式人工智能除了在企業(yè)后端扮演重要角色外，在技術接口也可承擔更復雜角色。例如：使用視覺圖形的自動駕駛車，透過人工神經(jīng)網(wǎng)絡以實現(xiàn)實時翻譯，也就是說，嵌入式人工智能讓接口變得更為簡單且更有智能，也因此設定了未來互動的高標準模式。
4、未來手機芯片一定內(nèi)建嵌入式人工智能運算核心
現(xiàn)階段主流的ARM架構處理器速度不夠快，若要進行大量的圖像運算仍嫌不足，所以未來的手機芯片一定會內(nèi)建嵌入式人工智能運算核心。正如，蘋果將3D感測技術帶入iPhone之后，Android陣營智能手機將在明年（2017）跟進導入3D感測相關應用。
5、嵌入式人工智能芯片關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，且須與深度學習算法相結合，而成功相結合的關鍵在于先進的封裝技術。總體來說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個組件進行分析，分別是紅外線鏡頭、泛光感應組件、距離傳感器、環(huán)境光傳感器、前端相機、點陣投影器、喇叭與麥克風。蘋果強調用戶的生物識別數(shù)據(jù)，包含：指紋或臉部辨識都以加密形式儲存在iPhone內(nèi)部，所以不易被竊取。
6、嵌入式人工智能自主學習是終極目標
嵌入式人工智能“大腦”變聰明是分階段進行，從機器學習進化到深度學習，再進化至自主學習。目前，仍處于機器學習及深度學習的階段，若要達到自主學習需要解決四大關鍵問題。首先，是為自主機器打造一個嵌入式人工智能平臺；還要提供一個能夠讓自主機器進行自主學習的虛擬環(huán)境，必須符合物理法則，碰撞，壓力，效果都要與現(xiàn)實世界一樣；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
未來，還會推出許多專門的領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。例如，NVIDIA推出CUDA計算架構，將專用功能ASIC與通用編程模型相結合，使開發(fā)人員實現(xiàn)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
未來的嵌入式人工智能需要AR，未來的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。為了機器人學習而創(chuàng)造的在虛擬世界，本身就是虛擬現(xiàn)實。還有，如果要讓人進入到虛擬環(huán)境去對機器人進行訓練，還需要更多其它的技術。展望未來，隨著嵌入式人工智能、物聯(lián)網(wǎng)、VR/AR、5G等技術成熟，將帶動新一波半導體產(chǎn)業(yè)的30年榮景，包括：內(nèi)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優(yōu)勢將會在全球扮演關鍵的角色
