很少有技術(shù)配對(duì)像人工智能和物聯(lián)網(wǎng)一樣令人興奮或重要。

據(jù)相關(guān)機(jī)構(gòu)統(tǒng)計(jì)，在我們的日常生活中，全球已經(jīng)有超過 100 億臺(tái)物聯(lián)網(wǎng) (IoT) 設(shè)備圍繞著我們。 5G 的推出將進(jìn)一步加速這一非凡的增長(zhǎng)趨勢(shì)——Business Insider認(rèn)為，到 2025 年，全球?qū)⒂谐^ 640 億臺(tái)物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備投入使用。

隨著物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展，人工智能已成為下一個(gè)技術(shù)現(xiàn)象。在接受《福布斯》采訪時(shí)，吉姆·晚安（因 45 年前在提高作物產(chǎn)量的技術(shù)方面的工作而經(jīng)常被稱為“人工智能教父”）將人工智能描述為“社會(huì)游戲規(guī)則的改變者”，有可能徹底改變我們的生活與技術(shù)的關(guān)系。

當(dāng)然，這些技術(shù)集合在一起形成“物的人工智能”或 AIoT 只是時(shí)間問題。雖然物聯(lián)網(wǎng)將“傻缺”的設(shè)備連接到互聯(lián)網(wǎng)，但人工智能為它們提供了一個(gè)“大腦”，并因此具有獨(dú)立行動(dòng)的能力。他們將一起改變我們所認(rèn)知的世界。

很明顯，AIoT 具有巨大的潛力，但迄今為止很多人似乎還沒有看到起巨大的商業(yè)潛力。有很多關(guān)于電子制造商和更廣泛的技術(shù)領(lǐng)域的新興市場(chǎng)的討論，但在大多數(shù)情況下，AIoT 仍然還是一個(gè)概念而不是現(xiàn)實(shí)。為了深入了解這種分歧，全球領(lǐng)先的物聯(lián)網(wǎng)芯片供應(yīng)商XMOS采訪了使 AIoT 成為現(xiàn)實(shí)的一線人員——參與最終構(gòu)成 AIoT 的設(shè)備的設(shè)計(jì)和制造的電子工程師。

XMOS與200名電子工程師研究、征求意見，探討有關(guān)AIoT技術(shù)的觀點(diǎn)、市場(chǎng)障礙因素以及未來產(chǎn)品設(shè)計(jì)和商業(yè)優(yōu)先級(jí)等等。這些電子工程師來自消費(fèi)科技、汽車、制造、智慧城市、智能家居、衛(wèi)生保健以及零售等眾多行業(yè)，從他們的口中，我們可以一窺未來AIoT的發(fā)展態(tài)勢(shì)。

AIoT 將如何改變一切？

研究表明，電子工程師敏銳地意識(shí)到 AIoT 的潛力：40% 的人表示 AIoT 將從根本上改變技術(shù)，使其變得更好——44% 的人表示這對(duì)于改善人類與技術(shù)互動(dòng)的方式至關(guān)重要。

AIoT 的許多潛在應(yīng)用尚待想象，但在所有垂直市場(chǎng)中都可以看到直接的機(jī)會(huì)。新興功能（如面部和圖像識(shí)別、語音控制和存在檢測(cè)）與設(shè)備智能和低功耗處理相結(jié)合，帶來了變革性的體驗(yàn)，技術(shù)對(duì)我們生活的影響發(fā)生了翻天覆地的變化。

由于所有這些潛力都觸手可及，企業(yè)渴望將其轉(zhuǎn)化為商業(yè)成功。研究表明，82% 的電子設(shè)計(jì)師認(rèn)為人工智能將使他們能夠提高其設(shè)備的競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)，42% 的人認(rèn)為這將顯著提高他們的競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)。

電子工程師發(fā)現(xiàn)的商業(yè)機(jī)會(huì)

那么，鑒于對(duì) AIoT 的這種需求，產(chǎn)品應(yīng)用何在？

智能家居（SMART HOME）——AIoT 為提高安全性、便利性和自動(dòng)化提供了機(jī)會(huì)。 它可以完全控制家庭環(huán)境，而無需分散注意力。互聯(lián)醫(yī)療（CONNECTED HEALTHCARE）——產(chǎn)品開發(fā)人員可以擴(kuò)展監(jiān)測(cè)功能（心率和呼吸模式），添加高級(jí)診斷并啟用早期“醫(yī)療”警報(bào)功能，因此衛(wèi)生專業(yè)人員可以遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)患者。工業(yè)4.0（INDUSTRY 4.0）——先進(jìn)的遠(yuǎn)場(chǎng)語音控制提供免提精準(zhǔn)操作，提高標(biāo)準(zhǔn)、速度和安全性。 EDGE-AI（邊緣人工智能） 將為缺陷檢測(cè)和目標(biāo)維護(hù)帶來實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)捕獲和推理。智慧城市（SMART CITIES）——我們將看到安全性、安全性、便利性和效率方面的改進(jìn)。 人工智能將優(yōu)化交通流量，車輛將感知免費(fèi)停車位，路燈將開啟存在檢測(cè)和語音（與觸摸）控制將有助于抑制病毒傳染。

AIoT市場(chǎng)壁壘

• 安全性

在研究中，45% 的電子工程師認(rèn)為數(shù)據(jù)安全是成功的最大障礙——原因很容易理解。 隨著技術(shù)變得越來越智能，消費(fèi)者和企業(yè)越來越保護(hù)他們的數(shù)據(jù)，擔(dān)心失去控制、潛在的濫用和網(wǎng)絡(luò)犯罪。在 AIoT 中，數(shù)據(jù)需要跨設(shè)備共享，由此帶來安全隱患。不過，邊緣人工智能使這一點(diǎn)得到有效緩解，因?yàn)閿?shù)據(jù)處理、推理和決策可以在設(shè)備上而不是在云中進(jìn)行，這降低了數(shù)據(jù)泄漏和漏洞的（感知）風(fēng)險(xiǎn)。

• 連接性

根據(jù)研究，38% 的工程師強(qiáng)調(diào)網(wǎng)絡(luò)帶寬限制是 AIoT 的一個(gè)嚴(yán)重問題。設(shè)備的激增和數(shù)據(jù)的爆炸式增長(zhǎng)將為處理和傳輸帶來挑戰(zhàn)。

32% 的工程師認(rèn)為延遲正在影響智能設(shè)備的開發(fā)。在安全至上的應(yīng)用中，操作需要是即時(shí)的，因此連接性和帶寬不僅“最好有”，而且至關(guān)重要。設(shè)備需要從多個(gè)傳感器（基于周圍不斷變化的環(huán)境）收集、整理和處理數(shù)據(jù)，以立即采取行動(dòng)或提供建議。

車輛傳感器就是一個(gè)很好的例子：當(dāng)檢測(cè)到潛在的碰撞時(shí)，汽車上的傳感器沒有足夠的時(shí)間來檢測(cè)危險(xiǎn)，將數(shù)據(jù)發(fā)送到云端（假設(shè)有連接）并等待返回“停止” ' 命令。此外，工業(yè)機(jī)械還需要在具有潛在危險(xiǎn)的環(huán)境中保持安全和保障。

• 可擴(kuò)展性

雖然物聯(lián)網(wǎng)依賴于云，但 24% 的電子工程師認(rèn)為云計(jì)算能力無法充分?jǐn)U展以允許物聯(lián)網(wǎng)支持 AIoT 將支持的各種應(yīng)用。未來幾年，智能設(shè)備的數(shù)量將呈爆炸式增長(zhǎng)，這些聯(lián)網(wǎng)設(shè)備將發(fā)送比以往任何時(shí)候都多的數(shù)據(jù)。 這將對(duì)云提出不切實(shí)際的要求——它根本不是為 AIoT 的規(guī)模設(shè)計(jì)的，也不是為大部分推理和決策需要發(fā)生的速度而設(shè)計(jì)的。

AIoT 設(shè)備壁壘

市場(chǎng)壁壘本身就很重要，但工程師們也指出了一些需要解決的嚴(yán)重的設(shè)備級(jí)技術(shù)壁壘。

• 成本和功率的權(quán)衡

成本仍然是電子工程師面臨的最大障礙之一。 傳統(tǒng)上，AI 系統(tǒng)使用的高端 CPU 的成本和功率對(duì)于大多數(shù)端點(diǎn)物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備來說都是過高的。經(jīng)濟(jì)地啟用 AIoT 將需要大幅提升當(dāng)今低成本微控制器的處理能力和功能。

• 設(shè)計(jì)復(fù)雜性

在 AIoT 中進(jìn)行設(shè)計(jì)可能是一項(xiàng)極其復(fù)雜的工作——設(shè)計(jì)復(fù)雜性也是一個(gè)重大障礙。 AIoT 系統(tǒng)需要許多不同類別的計(jì)算——信號(hào)調(diào)理、推理和分類、通信、控制和連接。 這些通常由具有單獨(dú)開發(fā)環(huán)境的離散解決方案提供，使系統(tǒng)設(shè)計(jì)復(fù)雜且耗時(shí)。

65%的工程師認(rèn)為功耗是一個(gè)挑戰(zhàn)，49%認(rèn)為設(shè)計(jì)的復(fù)雜性是成功的障礙，48%正在糾結(jié)如何降低 BOM 成本，40%想要更多的設(shè)備上處理能力。

如何解決發(fā)展障礙？

顯然，AIoT 具有提高產(chǎn)品競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)并改變我們所認(rèn)知的世界的潛力。但是，正如研究表明的那樣，目前設(shè)計(jì)師對(duì)需要克服的眾多障礙感到沮喪，以便他們能夠利用 AIoT 提供的市場(chǎng)機(jī)會(huì)。然而，克服這些障礙本身就是一項(xiàng)重大的技術(shù)挑戰(zhàn)。

首先，我們需要減少對(duì)云的依賴。這是與物聯(lián)網(wǎng)迅速建立起來的運(yùn)營(yíng)模式的巨大轉(zhuǎn)變。 70% 的電子工程師同意，需要更多的設(shè)備上/邊緣處理來應(yīng)對(duì)來自物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備的數(shù)據(jù)呈指數(shù)級(jí)增長(zhǎng)并實(shí)現(xiàn)向 AIoT 的過渡。

但遠(yuǎn)離云也解決了 AIoT 的其他一些障礙。通過將關(guān)鍵任務(wù)轉(zhuǎn)移到設(shè)備上處理，圍繞物聯(lián)網(wǎng)的安全性和延遲問題顯著減少——最終它使 AIoT 能夠從云的計(jì)算限制中解放出來。

當(dāng)然，這種轉(zhuǎn)變有一個(gè)明顯的連鎖反應(yīng)。我們需要大量增加可用的設(shè)備處理能力。事實(shí)上，77% 的電子工程師預(yù)計(jì)未來產(chǎn)品的設(shè)備處理能力要求會(huì)增加（25% 的人表示會(huì)顯著增加）。然而，我們需要在不增加 BOM 成本或固有低成本、低功耗設(shè)備的功率預(yù)算的情況下提供這種額外的計(jì)算能力。這些聽起來像是矛盾的要求，可能無法解決，但好消息正在路上。

研究表明，致力于將 AIoT 產(chǎn)品推向市場(chǎng)的工程師需要一個(gè)靈活、高性能的處理核心，以縮短上市時(shí)間并且不會(huì)帶來有問題的成本問題。 類似xcore.ai 推出的芯片，憑借完全可編程的端口、快速處理和神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)功能，使開發(fā)人員能夠通過改善我們?nèi)粘Ｉ畹闹悄墚a(chǎn)品來解鎖 AIoT 市場(chǎng)。

低成本高性能物聯(lián)網(wǎng)芯片尤為關(guān)鍵

近乎即時(shí)的決策首先，IoT芯片必須具備超強(qiáng)的計(jì)算能力，可以處理最具挑戰(zhàn)性的邊緣人工智能操作，消除帶寬限制和延遲問題。而且必須快速、靈活且經(jīng)濟(jì)，能夠在單個(gè)設(shè)備中結(jié)合了 AI 加速、強(qiáng)大的 DSP、連接性和通用計(jì)算，這樣才能適用于改善我們?nèi)粘Ｉ畹闹悄墚a(chǎn)品的開發(fā)人員。

其次，快速靈活的部署IoT處理器，需要以低成本提供最快的 I/O。可以在軟件中重新創(chuàng)建用于系統(tǒng)通信和控制的硬件協(xié)議。此功能使嵌入式系統(tǒng)設(shè)計(jì)人員能夠創(chuàng)建自己的專用芯片，并以前所未有的速度將差異化解決方案推向市場(chǎng)。

第三、數(shù)據(jù)安全芯片功能包括諸如安全啟動(dòng)、一次性可編程密鑰存儲(chǔ)、隨機(jī)數(shù)生成和自定義指令。設(shè)備端數(shù)據(jù)處理、推理和決策能力有助于降低數(shù)據(jù)泄露的（感知）風(fēng)險(xiǎn)，緩解最終用戶的隱私擔(dān)憂并改善整體體驗(yàn)。

第四、即時(shí)可擴(kuò)展性AIoT 將帶來設(shè)備的激增?？焖佟⒔?jīng)濟(jì)地實(shí)現(xiàn)多樣化的能力對(duì)設(shè)計(jì)師來說至關(guān)重要。 靈活的架構(gòu)和綜合處理能力提供可擴(kuò)展性，確保縮短上市時(shí)間并符合所需的經(jīng)濟(jì)性，才能幫助設(shè)計(jì)人員通過脫穎而出的 AIoT 產(chǎn)品快速進(jìn)入市場(chǎng)。

總而言之，大多數(shù) (82%) 的電子設(shè)計(jì)人員認(rèn)為結(jié)合人工智能將增加他們的競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)——40% 的人預(yù)測(cè) AIoT 將徹底改變和增強(qiáng)技術(shù)領(lǐng)域。

AIoT 行業(yè)已達(dá)到臨界點(diǎn)。 無論您想將 AIoT 概念推向多遠(yuǎn)，它的成功都取決于能否推動(dòng)數(shù)字時(shí)代有史以來最令人印象深刻的電子工程壯舉之一。

總而言之，大多數(shù)(82%)的電子產(chǎn)品設(shè)計(jì)師相信，人工智能將增加他們的競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)——40%的人預(yù)測(cè)，人工智能將從根本上改變和增強(qiáng)科技行業(yè)。

人工智能產(chǎn)業(yè)已經(jīng)到了一個(gè)轉(zhuǎn)折點(diǎn)。無論你對(duì)AIoT概念的理解有多深，它都將成為推動(dòng)人類發(fā)展進(jìn)程的壯舉之一。