Edge AI是邊緣人工智能的縮寫，它是物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)的下一個(gè)發(fā)展前沿，那么，什么是邊緣人工智能?如何實(shí)現(xiàn)邊緣人工智能?

什么是Edge AI

簡單來說，Edge AI是指以直接在邊緣設(shè)備上運(yùn)行的ML算法形式使用的AI。ML是一個(gè)廣泛的領(lǐng)域，近年來取得了巨大的進(jìn)步。它所基于的原則是，計(jì)算機(jī)可以通過從數(shù)據(jù)中學(xué)習(xí)來自主提高自己在給定任務(wù)上的性能，有時(shí)甚至超出了人類的能力。

如今，ML可以執(zhí)行許多高級(jí)任務(wù)，包括但不限于：

計(jì)算機(jī)視覺：圖像分類、目標(biāo)檢測、語義分割。

語音識(shí)別、自然語言處理、聊天機(jī)器人、翻譯。

天氣和股票市場預(yù)測、推薦系統(tǒng)。

異常檢測、預(yù)測性維護(hù)。

那么ML已經(jīng)存在這么久了，是什么讓Edge AI突然變得如此特別?為了更好地解釋這一點(diǎn)，讓我們先看看Edge AI中的邊緣到底是什么意思。

邊緣計(jì)算與云計(jì)算

從本質(zhì)上講，邊緣計(jì)算和云計(jì)算都是為了做同樣的事情，也就是處理數(shù)據(jù)、運(yùn)行算法等等。然而，邊緣計(jì)算和云計(jì)算的根本區(qū)別在于計(jì)算實(shí)際發(fā)生的地方。

在邊緣計(jì)算中，信息處理發(fā)生在現(xiàn)場和主動(dòng)部署或邊緣的分布式物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備上。邊緣設(shè)備的一些示例，比如智能手機(jī)，以及各種微控制器。然而，在云計(jì)算中，同樣的信息處理發(fā)生在集中位置，比如數(shù)據(jù)中心。

傳統(tǒng)上，云計(jì)算主導(dǎo)了物聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域。由于它由自然具有更大計(jì)算能力的數(shù)據(jù)中心提供支持，邊緣的物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備可以簡單地傳輸本地?cái)?shù)據(jù)，并保持其低功耗和可承受性的關(guān)鍵特征。雖然云計(jì)算仍然是物聯(lián)網(wǎng)非常重要和強(qiáng)大的工具，但邊緣計(jì)算最近受到越來越多的關(guān)注，這是因?yàn)閮蓚€(gè)重要原因?qū)е隆?/p>

邊緣設(shè)備上的硬件變得更強(qiáng)大，同時(shí)保持成本競爭力。

軟件正日益為邊緣設(shè)備優(yōu)化。

這一趨勢正在取得巨大的進(jìn)展，現(xiàn)在可以在邊緣計(jì)算設(shè)備上運(yùn)行ML，而長期以來，由于高計(jì)算要求，ML長期以來一直被保留用于云計(jì)算!于是，Edge AI誕生了。

Edge AI：將云帶到邊緣以發(fā)展物聯(lián)網(wǎng)

有了Edge AI，物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備變得越來越智能。通過ML，尖端設(shè)備現(xiàn)在能夠做出決定，可以進(jìn)行預(yù)測、處理復(fù)雜的數(shù)據(jù)，并管理解決方案。

例如，邊緣物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備可以處理操作條件，預(yù)測機(jī)器是否會(huì)故障，這使得公司能夠執(zhí)行預(yù)測性維護(hù)，避免在完全故障的情況下產(chǎn)生更大的損失和成本。

另一方面，配備Edge AI的安全攝像頭不再只捕捉視頻，將能夠識(shí)別人類和計(jì)算人流量?；蛘撸ㄟ^面部識(shí)別，甚至可以準(zhǔn)確地識(shí)別出誰通過了某個(gè)區(qū)域以及何時(shí)通過。

隨著ML的發(fā)展，許多令人興奮的可能性現(xiàn)在也將擴(kuò)展到邊緣設(shè)備。但這種模式轉(zhuǎn)變的關(guān)鍵是顯而易見的，為什么云計(jì)算能力比以往任何時(shí)候都更加被邊緣化，這都是有原因的。

Edge AI的好處

1、減少延遲

在邊緣處理信息最直接的好處是，不再需要在云端之間傳輸數(shù)據(jù)。因此，可以大大減少數(shù)據(jù)處理中的延遲。

在之前的預(yù)防性維護(hù)例子中，支持Edge AI的設(shè)備將能夠立即響應(yīng)，例如關(guān)閉受損的機(jī)器。如果我們使用云計(jì)算來執(zhí)行ML算法，我們將在數(shù)據(jù)與云的傳輸過程中損失至少一秒鐘的時(shí)間。雖然這聽起來可能不重要，但當(dāng)涉及到操作關(guān)鍵設(shè)備時(shí)，每一個(gè)可以實(shí)現(xiàn)的安全邊際都是值得追求的!

2、降低帶寬需求和成本

在邊緣物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備之間傳輸?shù)臄?shù)據(jù)越少，網(wǎng)絡(luò)帶寬的要求也會(huì)降低，因此成本也會(huì)降低。

以圖像分類任務(wù)為例。由于依賴云計(jì)算，必須將整個(gè)圖像發(fā)送到在線處理。但如果用邊緣計(jì)算代替，就不再需要發(fā)送該數(shù)據(jù)了。相反，我們可以簡單地發(fā)送處理后的結(jié)果，它通常比原始圖像小幾個(gè)數(shù)量級(jí)。如果我們將這種效應(yīng)乘以網(wǎng)絡(luò)中物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備的數(shù)量，可能多達(dá)數(shù)千個(gè)或更多。

3、提高數(shù)據(jù)安全性

減少到外部位置的數(shù)據(jù)傳輸也意味著更少的開放連接和更少的網(wǎng)絡(luò)攻擊機(jī)會(huì)。這使得邊緣設(shè)備安全運(yùn)行，避免了潛在的攔截或數(shù)據(jù)泄露。此外，由于數(shù)據(jù)不再存儲(chǔ)在集中式云中，因此單個(gè)違規(guī)的后果會(huì)大大減輕。

4、提高可靠性

由于Edge AI和邊緣計(jì)算的分布式特性，操作風(fēng)險(xiǎn)也可以分布在整個(gè)網(wǎng)絡(luò)中。從本質(zhì)上講，即使集中式云計(jì)算機(jī)或集群出現(xiàn)故障，各個(gè)邊緣設(shè)備也能夠維持其功能，因?yàn)橛?jì)算過程現(xiàn)在獨(dú)立于云端!這對(duì)于關(guān)鍵的物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用尤其重要，例如醫(yī)療保健。

為什么邊緣AI很重要

雖然Edge AI的實(shí)際好處顯而易見，但其內(nèi)在影響可能更難以捉摸。

Edge AI改變我們的生活方式

Edge AI代表了將AI真正融入日常生活的第一波浪潮。雖然AI和ML研究已經(jīng)存在了幾十年，但我們現(xiàn)在才剛剛開始看到它們?cè)谙M(fèi)產(chǎn)品中的實(shí)際應(yīng)用。例如，自動(dòng)駕駛汽車就是Edge AI進(jìn)步的產(chǎn)物。Edge AI正在以多種方式緩慢但堅(jiān)定地改變我們與環(huán)境的互動(dòng)方式。

邊緣人工智使AI價(jià)格親民

AI的使用和發(fā)展不再是研究機(jī)構(gòu)和大企業(yè)的專屬。由于Edge AI被設(shè)計(jì)為在相對(duì)負(fù)擔(dān)得起的邊緣設(shè)備上運(yùn)行，因此任何人都比以往任何時(shí)候都更容易了解AI的工作原理，并開發(fā)出適合自己使用的AI。

更重要的是，Edge AI使世界各地的教育工作者能夠以有形的方式將AI和ML帶入課堂學(xué)習(xí)。例如，通過為學(xué)生提供使用邊緣設(shè)備的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)。

Edge AI挑戰(zhàn)我們的思維方式

人們常說，AI和ML的潛力只受到人類創(chuàng)造力和想象力的限制，可隨著ML變得越來越先進(jìn)，許多曾經(jīng)只有人類才能完成的任務(wù)將變得自動(dòng)化，我們對(duì)生產(chǎn)力和目的的內(nèi)在概念將受到嚴(yán)重挑戰(zhàn)。

雖然不能確定未來會(huì)發(fā)生什么，但我對(duì)Edge AI帶來的東西普遍持樂觀態(tài)度，因?yàn)槲蚁嘈潘鼤?huì)推動(dòng)我們找到更有創(chuàng)造性和更有成就感的工作。比如嵌入AI的邊緣設(shè)備能夠?qū)崟r(shí)監(jiān)控PPE，包括工作環(huán)境中安全帽合規(guī)性，并向任何違反PPE行為的人員發(fā)出安全和維護(hù)信號(hào)。計(jì)算機(jī)視覺與ML相結(jié)合，可以實(shí)現(xiàn)PPE合規(guī)性監(jiān)控過程的自動(dòng)化。

再比如AI集成攝像頭可以緩解城市中經(jīng)常阻礙交通的瓶頸和阻塞點(diǎn)。交通擁堵的發(fā)生主要是由于忽略了某些因素，如兩輛行駛車輛之間的距離、交通燈、路牌、十字路口的行人等。智能交通系統(tǒng)是計(jì)算機(jī)視覺的主要應(yīng)用領(lǐng)域，包括車輛分類、交通違章檢測、交通流分析、停車場檢測、車牌識(shí)別、行人檢測、交通標(biāo)志檢測、防撞、路況監(jiān)測等，以及車內(nèi)駕駛員注意力檢測。

通過本文，我相信大家已經(jīng)懂了什么是Edge AI，以及它對(duì)物聯(lián)網(wǎng)乃至人類的未來意味著什么。希望綜上所述能給予各位一定的幫助。