Každý sektor sa snaží zlepšiť svoje operácie, produktivitu a bezpečnosť implementáciou väčšej automatizácie. Počítačové programy musia byť schopné rozlíšiť vzory a vykonávať úlohy spoľahlivo a bezpečne, aby im pomohli.
Svet je však neštruktúrovaný a spektrum úloh, ktoré ľudia vykonávajú, zahŕňa nekonečné množstvo scenárov, ktoré je ťažké primerane vyjadriť v programoch a pravidlách.
Pokroky Edge AI umožnili počítačom a prístrojom pracovať s „inteligenciou“ ľudského poznania bez ohľadu na to, kde sa nachádzajú. Inteligentné aplikácie s podporou AI sa učia robiť porovnateľné úlohy v rôznych situáciách, rovnako ako to robia ľudia v reálnom živote.
V tomto príspevku sa podrobne pozrieme na Edge AI, jej výhody, prípady použitia a oveľa viac.
Čo je Edge AI?
Výpočty hrán umožňuje používateľom jednoduchší prístup k ukladaniu a spracovaniu údajov. Dosahuje sa to vykonávaním procesov na lokálnych zariadeniach, ako sú notebooky, zariadenia internetu vecí alebo špecializované okrajové servery.
Obavy z latencie a šírky pásma, ktoré niekedy brzdia cloudové operácie, nie sú problémom okrajových funkcií.
Edge AI zmesi umelá inteligencia a edge computing (AI). To znamená vykonávanie algoritmov AI na miestnych zariadeniach s výkonom spracovania na okraji.
Edge AI eliminuje potrebu systémovej konektivity a integrácie a umožňuje používateľom spracovávať dáta v reálnom čase na svojich zariadeniach. Hoci operácie AI vyžadujú veľa výpočtového výkonu, väčšina z nich sa teraz vykonáva v cloudových centrách.
Nevýhodou je, že môže dôjsť k prerušeniu služby alebo značnej pomalosti v dôsledku problémov s pripojením alebo sieťou.
Integráciou procesov AI do zariadení edge computingu hrana AI prekonáva tieto obavy. Zhromažďovaním údajov a poskytovaním služieb používateľom bez toho, aby museli komunikovať s inými fyzickými lokalitami, môžu používatelia ušetriť čas.
Ako funguje technológia Edge AI?
Stroje musia byť schopné vidieť, identifikovať predmety, ovládať autá, porozumieť reči, hovoriť, pohybovať sa a vykonávať iné úlohy podobné ľuďom. S cieľom duplikovať ľudské poznanie používa AI dátovú štruktúru známu ako hĺbka neurónové sieť.
Tieto DNN sa učia odpovedať na určité druhy otázok tak, že sa im zobrazí niekoľko vzoriek tejto otázky spolu s presnými odpoveďami.
Kvôli veľkému množstvu údajov potrebných na trénovanie presného modelu a požiadavke, aby dátoví vedci spolupracovali na zostavovaní modelu, sa tento tréningový proces, známy ako „hĺbkové učenie“, vo všeobecnosti vykonáva v dátovom centre alebo cloude. Model sa vyvinie do „inferenčného motora“, ktorý dokáže po zaškolení odpovedať na skutočné problémy.
Inferenčný mechanizmus pri nasadení okrajovej AI funguje na počítači alebo zariadení na vzdialenom mieste, ako je továreň, nemocnica, automobil, satelit alebo osobný dom.
Keď AI narazí na problém, problematické údaje sa často prenesú do cloudu na ďalšie trénovanie pôvodného modelu AI, ktorý nakoniec nahradí nástroj na odvodenie okrajov. Akonáhle sú implementované modely AI okrajov, vďaka tejto slučke spätnej väzby sa stanú iba viac a múdrejšími.
Výhody
Algoritmy AI sú obzvlášť prospešné na miestach, ktoré často navštevujú koncoví používatelia s problémami v reálnom svete, pretože dokážu interpretovať jazyk, pohľady, zvuky, vône, teplotu, tváre a iné analógové druhy neštruktúrovaných informácií.
Kvôli obavám z latencie, šírky pásma a súkromia by niektoré aplikácie AI bolo nepraktické alebo dokonca nemožné implementovať v centralizovanom cloude alebo obchodnom dátovom centre.
Nasledujú niektoré z výhod edge AI:
- Štatistiky v reálnom čase: Keďže technológia edge analyzuje údaje lokálne a nie vo vzdialenom cloude, ktorý je oneskorený v dôsledku pripojenia na veľké vzdialenosti, reaguje na požiadavky používateľov v reálnom čase.
- Intelligence: Aplikácie AI sú výkonnejšie a prispôsobiteľnejšie ako tradičné programy, ktoré môžu reagovať len na vstupy, ktoré predpovedal programátor. AI neurónové sieť, na druhej strane, nie je trénovaný tak, aby odpovedal na konkrétnu otázku, ale aby odpovedal na konkrétny druh otázky, aj keď je samotná otázka nová. Aplikácie by bez AI neboli schopné spracovávať nekonečné množstvo rôznych vstupov, ako sú text, hovorené slová alebo video.
- Ochrana osobných údajov zvýšená: Umelá inteligencia môže študovať údaje z reálneho sveta bez toho, aby ich kedy vystavila človeku, čím výrazne zvyšuje súkromie každého, ktorého vzhľad, hlas, lekársky obraz alebo iné osobné informácie je potrebné skúmať. Edge AI ešte viac vylepšuje súkromie tým, že údaje ukladá lokálne a do cloudu prenáša iba analýzu a prehľady.
- Zníženie nákladov: Presunutím výpočtového výkonu bližšie k hraniciam vyžadujú aplikácie menšiu šírku pásma internetu, čo vedie k výrazným úsporám sieťových nákladov.
- Dôsledné zlepšovanie: Keď sú modely AI trénované na viacerých údajoch, stávajú sa presnejšie. Keď aplikácia edge AI narazí na dáta, ktoré nedokáže spracovať presne alebo s istotou, často ich nahrá, aby sa AI mohla preškoliť a poučiť sa z nich. Výsledkom je, že čím dlhšie je model vo výrobe na okraji, tým bude presnejší.
Prípady použitia Edge AI
Priemyselné stroje a spotrebné pomôcky sú dva hlavné segmenty okrajového trhu AI. Demonštračné testy ukazujú zlepšenie v oblastiach, ako je regulácia a optimalizácia zariadení a automatizácia zručností kvalifikovaných pracovníkov.
Spotrebiteľské gadgety s fotoaparátmi s podporou AI, ktoré automaticky zisťujú objekty na snímke, tiež napredujú. Očakáva sa, že trh so spotrebnými zariadeniami bude od roku 2021 dramaticky rásť vzhľadom na skutočnosť, že počet zariadení je väčší ako počet priemyselných zariadení. Nižšie uvádzame niektoré populárne prípady použitia okrajovej AI:
- Autonómne drony – drony podľa správ strácajú kontrolu a miznú pri vykonávaní diaľkových letových testov. Pilot autonómneho dronu nie je zapojený do lietania s dronom. Na veci dohliadajú z diaľky a dron používajú len vtedy, keď je to absolútne nevyhnutné. Najznámejším príkladom je Amazon Prime Air, spoločnosť zaoberajúca sa doručovaním dronov, ktorá vyvíja samoriadiace drony na doručovanie zásielok.
- Samoriadiace autá – The najzaujímavejšie využitie edge computingu sú samoriadiace automobily. Samoriadiace autá musia za mnohých okolností okamžite vyhodnocovať situácie, čo si vyžaduje spracovanie údajov v reálnom čase. Japonský zákon o cestnej premávke a zákon o cestných dopravných prostriedkoch boli revidované v decembri 2019, vďaka čomu je jednoduchšie dostať na cesty samoriadiace vozidlá úrovne 3. Bezpečnostné požiadavky, ktoré musia autonómne autá spĺňať, ako aj lokality, v ktorých môžu jazdiť, patria medzi ne. Výsledkom je, že automobilky vyvíjajú samojazdiace vozidlá, ktoré spĺňajú tieto požiadavky. Napríklad Toyota skúša TRI-P4 s úplnou automatizáciou (úroveň 4).
- Smartfóny – toto je okrajový gadget AI, ktorý všetci poznáme. Siri a Google Assistant, ktoré využívajú edge AI na podporu ich hlasu užívateľské rozhrania, sú ideálnymi príkladmi edge AI na smartfónoch. Umelá inteligencia na zariadení eliminuje potrebu odosielania údajov zariadenia do cloudu, pretože spracovanie prebieha na zariadení (edge). Pomáha to chrániť súkromie a zároveň znižovať návštevnosť.
- Zábava – virtuálna Zábavné aplikácie reality, rozšírenej reality a zmiešanej reality zahŕňajú streamovanie video materiálu do okuliarov virtuálnej reality. Outsourcingom spracovania z okuliarov na okrajové servery v blízkosti koncového zariadenia možno veľkosť takýchto okuliarov minimalizovať. Microsoft napríklad práve predstavil HoloLens, holografický počítač vsadený do pokrývky hlavy, ktorý používateľom umožňuje zažiť rozšírenú realitu. Microsoft plánuje používať HoloLens poskytovať konvenčnú výpočtovú techniku, analýzu údajov, lekárske zobrazovanie a špičkové aplikácie hrania.
- Rozpoznanie tváre – Facial rozpoznávacie systémy sú pokrokom v sledovacích kamerách, ktoré sa dokážu naučiť rozpoznávať jednotlivcov na základe ich tvárí. Modul AI kamery, ktorý využíva počítačové techniky okrajovej AI na hodnotenie charakteristík tváre v reálnom čase. Dokáže rýchlo a presne rozpoznať tváre, vďaka čomu je ideálny pre marketingové nástroje, ktoré sa zameriavajú na určité črty, ako je vek, ako aj rozpoznávanie tváre na odomykanie zariadení.
5G a Edge AI
Zásadná požiadavka na 5G v rýchlo rastúcich oblastiach, ako sú plne autonómne autá, virtuálna realita v reálnom čase a kritické aplikácie, poháňajú viac inovácií v oblasti edge computingu a Edge AI.
5G je mobilná sieť novej generácie ktorý sa snaží výrazne zvýšiť kvalitu služieb, ako je lepšia priepustnosť a znížená latencia – poskytujúce 10x rýchlejšie prenosové rýchlosti ako existujúce siete 5G.
Zvážte doručovanie paketov v reálnom čase v automobiloch s vlastným pohonom, ktoré si vyžaduje oneskorenie medzi koncovými bodmi menej ako 10 ms, aby ste ocenili požiadavku na rýchly prenos dát a miestne výpočty na zariadení.
Minimálne end-to-end oneskorenie pre cloudový prístup je väčšie ako 80 ms, čo je pre mnohé aplikácie v reálnom svete neprijateľné. Výpočty hrán spĺňa požiadavky aplikácií 5G na menej ako milisekúnd a zároveň znižuje spotrebu energie o 30 – 40 %, čo má za následok až 5x nižšiu spotrebu energie v porovnaní s cloudovým prístupom.
Edge computing a 5G zvyšujú rýchlosť siete, čo umožňuje implementáciu a nasadenie rôznych aplikácií AI v reálnom čase, ako je napríklad analýza videa v reálnom čase založená na AI, ktoré sa spoliehajú na prenos údajov s nízkou latenciou.
Budúcnosť
Edge AI sa stáva čoraz populárnejšou a do tejto oblasti sa výrazne investovalo. Napríklad v januári 2020 bolo oznámené, že spoločnosť Apple zaplatila 200 miliónov dolárov za nákup spoločnosti Xnor.ai so sídlom v Seattli AI.
Spracovanie okrajov využíva technológia AI Xnor.ai na spracovanie údajov na smartfóne používateľa. Vďaka vstavanej AI na smartfónoch by sme mali očakávať vylepšenia v oblasti spracovania hlasu, technológie rozpoznávania tváre a ochrany súkromia.
So zavedením 5G môžeme očakávať nižšie ceny a väčší dopyt po okrajových službách AI na celom svete.
záver
Keďže ľudia trávia viac času na svojich mobilných zariadeniach, čoraz viac firiem a vývojárov vidí hodnotu implementácie technológie Edge na poskytovanie rýchlejších a efektívnejších služieb a zároveň zvyšovanie ziskových marží.
Pokiaľ ide o služby založené na AI na podnikovej úrovni, ako aj o pohodlie a spokojnosť spotrebiteľov, otvorí sa tým úplne nový vesmír možností.
Veľké firmy ako Amazon a Google investovali milióny do vývoja svojich systémov Edge AI, takže sa ujali vedenia a investovanie do týchto technológií je jediný spôsob, ako zostať konkurencieschopný.
Na druhej strane zvýšený dopyt po zariadeniach internetu vecí spôsobí, že siete 5G a Edge Computing budú viac využívané.
Nechaj odpoveď