Edge AI與TinyML

2023年2月8日星期三

Edge AI與TinyML

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2023/02/09 第715期 | 訂閱/退訂 | 看歷史報份

科技新知

Edge AI與TinyML
共享經濟的轉型，以臺灣的共享機車為例
全球5G安全市場可望進入高速成長期
突破實體家具販售，IKEA創造數位經濟之路

Edge AI與TinyML

FIND研究員：林昆郁

前言

AIoT(Artificial Intelligence + Internet of Thing)已算是成熟產業，在日常生活都能聽到報章媒體、產品介紹提及，此技術通常以單晶片(MCU, Micro Control Unit)為本地端(Local)，或稱邊緣端、終端(Edge)作為主要計算核心，接收各種Sensor感測資料，再控制致動元件如LED、伺服器、繼電器等與環境互動，利用通訊模組達成短中長程資料傳輸(BLE / Wifi / Lora / NB-IoT / 4G / 5G)，再整合雲端之運算、控制、儲存，並與使用者的行動通訊裝置連結，形成完整的AIoT系統[1]。

技術介紹與應用現況

在實際應用面，使用者希望的是低延遲、低功耗、低成本、高資料隱私，因此Edge AI就成為強烈的需求，將AI直接建置在MCU上運作是目前技術開發的熱門領域。

如何在MCU上運作AI，則是仰賴TinyML(微機器學習)的技術，TinyML即Tiny Machine Learning，由於AI是需要大量的運算資源，譬如深度學習需要複雜的模型、巨量的參數，所得到的準確度也會相對提高，在訓練過程就需要有好的硬體資源；而機器學習處理的特徵數量與數學模型通常不會太複雜，計算量也不會太大，較輕量的AI應用可使用MCU來達成，TinyML需求就此產生。

在MCU上運作AI的方式，由於原本單晶片的開發者大多為韌體專長，對於AI演算法不熟悉，AI的開發人才對於單晶片的開發環境則是更不熟悉，所以若有一個平台，能將資料上傳，以簡單的方法分類，並可以選擇適當模型，訓練後有足夠精準度，完成後可將模型部署到MCU上，接續韌體開發與應用，這將是很便利的方式。Edge Impulse [2]與SensiML [3]即為這樣的平台，使用者可選取支援的開發板，將資料上傳至平台，在平台以No code的方式訓練並建立AI模型，再將成果下載回開發環境使用。除了國外知名大廠外，國內奇景科技、中光電智能感測所推出之開發板，也都能夠與上述平台對接，亦為國產IC推廣計畫的合作廠商。

未來展望與挑戰

Edge AI的產品與應用已經離不開生活，不僅僅在高價的工廠產線中，並已深入一般人的生活，如家電產品、娛樂用品、交通工具，越來越多設備內部有小型AI的運算，提升產品的使用體驗。

另一方面在MCU上開發整合AI的人才還是匱乏，有賴於各種TinyML平台，方便使用者分析資料並選擇適合的模型訓練，提供更多的No code或Low code方式開發，並有更好的部署方式，才能降低開發門檻，吸引更多人才往Edge AI方面發展。

圖一、SensiML特徵擷取(資料來源：https://sensiml.com)

參考資料：

1.封面圖：本文作者繪製

2.[1] https://ithelp.ithome.com.tw/articles/10264224

3.[2] https://www.edgeimpulse.com

4.[3] https://sensiml.com

共享經濟的轉型，以臺灣的共享機車為例

FIND研究員：陳�羉�

「共享經濟」這個名詞最早是由美國德克薩斯州立大學與伊利諾伊大學的教授於1978年所提出，其核心精神即為「閒置資源」再利用，屬於租賃服務的延伸，讓一般買不起這項資產/服務的個人或是企業，用相對負擔得起的費用取得使用權，在需要使用的時段內才使用，不需花費高額支出去實際獲得擁有權。

隨著網路科技與行動支付的普及，使得隨借隨還的租借模式變得可行，世界在各項資產領域也開始出現共享的服務，包含房子(Airbnb)、汽車(iRent)、摩托車(GoShare)、腳踏車(YouBike)與行動電源(ChargeSPOT)等相繼出現。

圖1、共享經濟概念與應用

資料來源：資策會物聯網智造基地計畫提供

隨著WeMo於2016年開始在臺灣導入試行(GoShare與iRent自2017年起相繼投入)，目前共享機車產業在臺灣已走了將近七個年頭，在臺灣溼熱氣候的影響下，導致隨車提供的安全帽常有可怕的惡臭產生，甚至有議員在質詢過程中亦抱怨安全帽很臭，跑行程租借共享機車返家後，「洗完頭，味道還在」，實在受不了，要求交通局應建立檢查機制。

運用科技導入共享機車協助解決安全帽惡臭問題

目前採用的清潔方式由業者自行派員進行安全帽的更換與清潔，並無一定的標準清潔流程、時間以及頻率，在服務品質上亦相當難把關，同時也難以查核，久而久之仍會影響使用者的使用意願。

資策會數位轉型研究院執行經濟部工業局物聯網智造基地計畫，曾在2021年輔導水富士健康科技，透過在車內安裝除臭與消毒(主要為因應防疫措施，但車內無法提供酒精)的解決方案，期望透過所安裝的設備在車輛非租借時段逕行啟用除臭與消毒的裝置，確保使用者在車輛使用時，能夠有正常無臭味的安全帽使用。期望能透過科技與自動化的方式，取代傳統的人力替換，不但節省人力也大幅增加可驗證的指標，進而提高使用者的使用信心，增加服務水準。

圖2、智造基地成果展(大愛攝影)

資料來源：資策會物聯網智造基地成果展(大愛電視台攝影採訪)

封面照片來源:資策會物聯網智造基地

資料來源：https://news.ltn.com.tw/news/life/breakingnews/3996953

全球5G安全市場可望進入高速成長期

FIND研究員：陳景松根據市調機構Research and Markets的調查報告顯示，全球5G安全市場規模(Global 5G Security Market)在2022年約達13億美元，估計未來每年將以年複合成長率約40.8%之速度成長，至2027年整體市場規模將可達到約72億美元，5G安全市場發展潛力十足。 ...

突破實體家具販售，IKEA創造數位經濟之路

FIND研究員：廣永強本文將介紹世界知名居家用品零售企業，來自瑞典的IKEA，在面臨網際網路興起，大量數位科技發展趨於成熟；與遭逢新冠疫情肆虐，消費者購買與使用居家用品的習慣大幅改變之下，是如何以創造話題、虛實整合、推出小資商品等方式，成功將危機化為轉機，帶動討論熱度提升企業營收。 ...

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