Mọi lĩnh vực đều đang tìm cách nâng cao hoạt động, năng suất và sự an toàn của mình bằng cách triển khai tự động hóa nhiều hơn. Các chương trình máy tính phải có khả năng phân biệt các mẫu và thực hiện công việc một cách đáng tin cậy và an toàn để hỗ trợ chúng.
Tuy nhiên, thế giới là không có cấu trúc và phạm vi công việc mà con người thực hiện bao gồm vô số tình huống khó có thể diễn đạt đầy đủ trong các chương trình và quy tắc.
Những tiến bộ của Edge AI đã giúp máy tính và các thiết bị có thể hoạt động với "trí thông minh" trong nhận thức của con người, bất kể chúng ở đâu. Các ứng dụng hỗ trợ AI thông minh học cách thực hiện các tác vụ tương đương trong nhiều tình huống khác nhau, giống như con người làm trong cuộc sống thực.
Chúng tôi sẽ xem xét sâu về Edge AI, lợi ích của nó, các trường hợp sử dụng và nhiều hơn thế nữa trong bài đăng này.
Edge AI là gì?
Điện toán cạnh cho phép người dùng tiếp cận dễ dàng hơn trong việc lưu trữ và xử lý dữ liệu. Điều này được thực hiện bằng cách thực thi các quy trình trên các thiết bị cục bộ như máy tính xách tay, thiết bị IoT hoặc máy chủ biên chuyên dụng.
Những lo ngại về độ trễ và băng thông mà đôi khi các hoạt động dựa trên đám mây stymie không phải là vấn đề đối với các chức năng biên.
Sự kết hợp AI của Edge trí tuệ nhân tạo và điện toán biên (AI). Điều này đòi hỏi việc thực thi các thuật toán AI trên các thiết bị cục bộ với sức mạnh xử lý ở mức cao.
Edge AI loại bỏ nhu cầu kết nối và tích hợp hệ thống, cho phép người dùng xử lý dữ liệu trong thời gian thực trên thiết bị của họ. Mặc dù các hoạt động của AI cần rất nhiều sức mạnh tính toán, nhưng phần lớn chúng hiện được thực hiện trong các trung tâm dựa trên đám mây.
Điểm bất lợi là dịch vụ có thể bị gián đoạn hoặc chậm đáng kể do khó kết nối hoặc mạng.
Bằng cách tích hợp các quy trình AI vào các thiết bị điện toán tiên tiến, AI tiên tiến sẽ khắc phục được những lo ngại này. Bằng cách thu thập dữ liệu và phục vụ người dùng mà không cần phải giao tiếp với các trang web vật lý khác, người dùng có thể tiết kiệm thời gian.
Công nghệ Edge AI hoạt động như thế nào?
Máy móc cần có khả năng nhìn, nhận dạng vật thể, vận hành ô tô, hiểu giọng nói, nói, di chuyển và thực hiện các tác vụ khác giống như con người. Để nhân bản nhận thức của con người, AI sử dụng cấu trúc dữ liệu được gọi là mạng lưới thần kinh.
Các DNN này được dạy để trả lời một số loại truy vấn nhất định bằng cách được hiển thị một số mẫu của câu hỏi đó cùng với các câu trả lời chính xác.
Do số lượng lớn dữ liệu cần thiết để đào tạo một mô hình chính xác và yêu cầu các nhà khoa học dữ liệu hợp tác xây dựng mô hình, quá trình đào tạo này, được gọi là “học sâu”, thường được thực hiện trong một trung tâm dữ liệu hoặc đám mây. Mô hình phát triển thành một “công cụ suy luận” có thể trả lời các vấn đề trong thế giới thực sau khi được đào tạo.
Công cụ suy luận trong các triển khai AI tiên tiến hoạt động trên máy tính hoặc thiết bị ở một vị trí từ xa, chẳng hạn như nhà máy, bệnh viện, ô tô, vệ tinh hoặc nhà của một người.
Khi AI gặp sự cố, dữ liệu có vấn đề thường được chuyển lên đám mây để đào tạo thêm mô hình AI ban đầu, cuối cùng sẽ thay thế công cụ suy luận cạnh. Một khi các mô hình AI tiên tiến được triển khai, chúng chỉ ngày càng trở nên khôn ngoan hơn, nhờ vào vòng phản hồi này.
Lợi ích
Các thuật toán AI đặc biệt có lợi ở các vị trí mà người dùng cuối thường xuyên lui tới với các vấn đề trong thế giới thực vì chúng có thể diễn giải ngôn ngữ, điểm tham quan, âm thanh, mùi hương, nhiệt độ, khuôn mặt và các loại thông tin phi cấu trúc tương tự khác.
Do lo ngại về độ trễ, băng thông và quyền riêng tư, một số ứng dụng AI sẽ không thực tế hoặc thậm chí không thể triển khai trong một đám mây tập trung hoặc trung tâm dữ liệu doanh nghiệp.
Sau đây là một số ưu điểm của AI cạnh:
- Thông tin chi tiết trong thời gian thực: Vì công nghệ tiên tiến phân tích dữ liệu cục bộ thay vì trên một đám mây ở xa bị trì hoãn bởi kết nối đường dài, nên nó sẽ phản hồi các yêu cầu của người dùng trong thời gian thực.
- Sự thông minh: Các ứng dụng AI mạnh hơn và dễ thích ứng hơn các chương trình truyền thống, vốn chỉ có thể đáp ứng các đầu vào mà lập trình viên đã dự đoán. AI mạng lưới thần kinhmặt khác, được đào tạo không phải để trả lời một câu hỏi cụ thể, mà là trả lời một loại câu hỏi cụ thể, ngay cả khi bản thân câu hỏi đó là tiểu thuyết. Các ứng dụng sẽ không thể xử lý liên tục các đầu vào khác nhau như văn bản, lời nói hoặc video mà không có AI.
- Tăng quyền riêng tư: AI có thể nghiên cứu dữ liệu trong thế giới thực mà không bao giờ để lộ nó cho con người, tăng cường quyền riêng tư đáng kể cho bất kỳ ai có ngoại hình, giọng nói, hình ảnh y tế hoặc thông tin cá nhân khác phải được nghiên cứu. Edge AI cải thiện quyền riêng tư hơn nữa bằng cách lưu trữ dữ liệu cục bộ và chỉ chuyển các phân tích và thông tin chi tiết lên đám mây.
- Giảm chi phí: Bằng cách di chuyển sức mạnh tính toán đến gần biên hơn, các ứng dụng yêu cầu ít băng thông internet hơn, dẫn đến tiết kiệm đáng kể chi phí mạng.
- Cải tiến nhất quán: Khi các mô hình AI được đào tạo trên nhiều dữ liệu hơn, chúng trở nên chính xác hơn. Khi một ứng dụng AI tiên tiến gặp phải dữ liệu mà nó không thể xử lý chính xác hoặc chắc chắn, nó thường tải lên để AI có thể đào tạo lại và học hỏi từ nó. Do đó, mô hình được sản xuất ở rìa càng lâu thì độ chính xác của mô hình đó càng cao.
Các trường hợp sử dụng Edge AI
Máy móc công nghiệp và thiết bị tiêu dùng là hai phân khúc chính của thị trường AI cạnh tranh. Các thử nghiệm trình diễn đang cho thấy sự cải thiện trong các lĩnh vực như điều chỉnh và tối ưu hóa thiết bị và tự động hóa các kỹ năng lao động lành nghề.
Các tiện ích dành cho người tiêu dùng với máy ảnh hỗ trợ AI tự động phát hiện chủ thể ảnh cũng đang có nhiều tiến bộ. Thị trường thiết bị tiêu dùng được dự đoán sẽ phát triển mạnh mẽ từ năm 2021 trở đi, do số lượng thiết bị lớn hơn số lượng thiết bị công nghiệp. Chúng tôi đã liệt kê một số trường hợp sử dụng AI tiên tiến phổ biến bên dưới:
- Drone tự động - Drone đã mất kiểm soát và biến mất trong khi thực hiện các cuộc thử nghiệm bay từ xa, theo tin tức. Phi công của máy bay không người lái tự hành không tham gia vào quá trình bay của máy bay không người lái. Họ theo dõi mọi thứ từ xa và chỉ sử dụng máy bay không người lái khi nó thực sự cần thiết. Amazon Prime Air, một doanh nghiệp giao hàng bằng máy bay không người lái đang phát triển máy bay không người lái tự lái để giao hàng, là ví dụ nổi tiếng nhất về điều này.
- Ô tô tự lái - ứng dụng thú vị nhất của điện toán biên là ô tô tự lái. Xe tự lái phải đưa ra đánh giá ngay lập tức về các tình huống trong nhiều trường hợp, điều này đòi hỏi phải xử lý dữ liệu theo thời gian thực. Luật Giao thông Đường bộ và Luật Phương tiện Giao thông Đường bộ của Nhật Bản đã được sửa đổi vào tháng 2019 năm 3, giúp việc sử dụng xe tự lái cấp độ 4 trở nên đơn giản hơn. Các yêu cầu an toàn mà ô tô tự hành phải đáp ứng, cũng như vị trí mà chúng có thể lái, nằm trong số đó. Do đó, các nhà sản xuất ô tô đang phát triển các phương tiện tự lái đáp ứng các yêu cầu này. Ví dụ, Toyota đang đưa TRI-P4 vượt qua các bước của mình với tính năng tự động hóa hoàn toàn (cấp độ XNUMX).
- Điện thoại thông minh - Cái này là tiện ích AI tiên tiến mà tất cả chúng ta đều quen thuộc nhất. Siri và Trợ lý Google, sử dụng AI tiên tiến để tăng sức mạnh cho giọng nói của họ giao diện người dùng, là những ví dụ lý tưởng của AI cạnh trên điện thoại thông minh. AI trên thiết bị loại bỏ nhu cầu gửi dữ liệu thiết bị lên đám mây vì quá trình xử lý diễn ra trên thiết bị (cạnh). Điều này giúp bảo vệ quyền riêng tư đồng thời giảm lưu lượng truy cập.
- Giải trí - Ảo Các ứng dụng thực tế, thực tế tăng cường và thực tế hỗn hợp để giải trí bao gồm truyền trực tuyến tài liệu video tới kính thực tế ảo. Bằng cách gia công phần mềm gia công từ kính đến các máy chủ cạnh gần thiết bị cuối, kích thước của kính như vậy có thể được giảm thiểu. Ví dụ, Microsoft vừa tiết lộ HoloLens, một máy tính ba chiều được gắn vào một chiếc mũ đội đầu cho phép người dùng trải nghiệm thực tế tăng cường. Microsoft có kế hoạch sử dụng HoloLens để cung cấp tính toán thông thường, phân tích dữ liệu, hình ảnh y tế và các ứng dụng chơi game tiên tiến.
- Nhận dạng khuôn mặt - Khuôn mặt hệ thống nhận dạng là một tiến bộ trong camera giám sát có thể học cách nhận ra các cá nhân dựa trên khuôn mặt của họ. Mô-đun camera AI sử dụng các kỹ thuật máy tính AI tiên tiến để đánh giá đặc điểm khuôn mặt trong thời gian thực. Nó có thể phát hiện khuôn mặt nhanh chóng và chính xác, lý tưởng cho các công cụ tiếp thị nhắm mục tiêu các đặc điểm nhất định như tuổi tác, cũng như nhận dạng khuôn mặt để mở khóa thiết bị.
5G & Edge AI
Yêu cầu quan trọng đối với 5G trong các lĩnh vực tăng trưởng cao như ô tô hoàn toàn tự lái, trải nghiệm thực tế ảo thời gian thực và các ứng dụng quan trọng thúc đẩy nhiều đổi mới hơn trong điện toán biên và Edge AI.
5G là mạng di động thế hệ tiếp theo tìm cách nâng cao đáng kể chất lượng dịch vụ, chẳng hạn như thông lượng tốt hơn và giảm độ trễ - mang lại tốc độ dữ liệu nhanh hơn 10 lần so với các mạng 5G hiện có.
Cân nhắc việc phân phối gói theo thời gian thực trong ô tô tự lái, đòi hỏi độ trễ đầu cuối dưới 10 ms để đánh giá cao yêu cầu về truyền dữ liệu nhanh chóng và tính toán cục bộ trên thiết bị.
Độ trễ đầu cuối tối thiểu cho truy cập đám mây lớn hơn 80 ms, điều này không thể chấp nhận được đối với nhiều ứng dụng trong thế giới thực. Điện toán cạnh đáp ứng các yêu cầu dưới mili giây của các ứng dụng 5G trong khi giảm mức sử dụng năng lượng xuống 30-40%, dẫn đến tiêu thụ năng lượng ít hơn tới 5 lần so với truy cập đám mây.
Điện toán biên và 5G tăng tốc độ mạng, cho phép triển khai và triển khai các ứng dụng AI thời gian thực khác nhau, chẳng hạn như phân tích video thời gian thực dựa trên AI, dựa trên việc truyền dữ liệu có độ trễ thấp.
Tương lai
Edge AI đang trở nên phổ biến hơn và các khoản đầu tư đáng kể đã được thực hiện trong lĩnh vực này. Ví dụ, vào tháng 2020 năm 200, có thông báo rằng Apple đã trả XNUMX triệu đô la để mua công ty AI Xnor.ai có trụ sở tại Seattle.
Xử lý cạnh được sử dụng bởi công nghệ AI của Xnor.ai để xử lý dữ liệu trên điện thoại thông minh của người dùng. Với AI tích hợp trên điện thoại thông minh, chúng ta sẽ mong đợi những cải tiến trong xử lý giọng nói, công nghệ nhận dạng khuôn mặt và quyền riêng tư.
Với sự ra đời của 5G, chúng ta có thể mong đợi mức giá thấp hơn và nhu cầu nhiều hơn đối với các dịch vụ AI tiên tiến trên toàn thế giới.
Kết luận
Khi mọi người dành nhiều thời gian hơn trên thiết bị di động của họ, nhiều doanh nghiệp và nhà phát triển nhận thấy giá trị của việc triển khai công nghệ Edge để cung cấp dịch vụ nhanh hơn, hiệu quả hơn đồng thời tăng tỷ suất lợi nhuận.
Về các dịch vụ dựa trên AI cấp doanh nghiệp, cũng như sự thoải mái và hạnh phúc của người tiêu dùng, điều này sẽ mở ra một vũ trụ khả năng hoàn toàn mới.
Các công ty lớn như Amazon và Google đã đầu tư hàng triệu USD vào việc phát triển hệ thống Edge AI của họ, do đó, đi đầu và đầu tư vào các công nghệ này là cách duy nhất để duy trì tính cạnh tranh.
Mặt khác, nhu cầu gia tăng đối với các thiết bị IoT sẽ làm cho mạng 5G và Điện toán cạnh được sử dụng rộng rãi hơn.
Bình luận