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如何透过机器学习(ML)进入市场

Nishant Nishant
artificial neurons
连接人工神经元使机器能够学习。

人工智能(AI)将变得非常普遍,而被视为理所当然。我们可以自信地说出这一点,因为很多半导体制造商已经拥有专为人工智能设计的嵌入式处理器。这些设备将变得像目前的技术主力微控制器(MCU)一样无所不在。事实上,它们是MCU的自然进化阶段。

这时产生了一个相关的问题,就是如何开始使用人工智能。但这问题忽略了一个更相关问题的答案,应该这样问“什么样的人工智能适合你”。是的,人工智能将无所不在,但它并不是设计的灵丹妙药。工程师仍需要为其应用选择最佳的解决方案。

安富利知道客户最关心的是结果。透过了解用例,可能的解决方案通常会自己显现。在人工智能变得如此容易获得之前,这是真的,而现在仍然如此。在这方面,人工智能就像任何其他组件一样。

然而,改变的是客户的型态。人工智能出现在软件领域,因此真正的专家是那些拥有十年以上经验的软件公司。将软件推向市场,需要合适的硬件搭配,特别是在工业、医疗和航空航天等领域。

Avnet Silica 系统解决方案,人工智能/机器学习与视觉,欧洲、中东和非洲的经理 Michaël Uyttersprot 表示,这是安富利可以提供真正价值的一个领域,他说:「我的部分职责是确保我们拥有所需的专业知识和合作伙伴,来帮助这些具有计算器视觉经验的公司成为新的用例。」

这些用例存在于所有安富利强大的垂直领域,包括工业、汽车、医疗、航空航天和国防。机器学习(ML)用于多种用例,包括预防性维护。但是,正如Uyttersprot解释的那样,视觉部分吸引了最多人的兴趣。他说:「这些包括了在智能城市使用的应用程序,像是摄影机被用于侦测活动,例如在驾驶时使用手机。」

为使用机器学习(ML)的工业视觉选择正确的硬件

在开发机器视觉系统时,选择正确的图像传感器是最重要的设计决策之一。当使用机器学习分析图像数据时,这一点更为重要。

「如果你想使用具备机器学习的机器视觉来检查快速移动的东西,比如生产在线的瓶子,会需要使用带有全局快门的相机模块。滚动快门在此应用程序中不起作用,因为有可能会遗漏细节」Uyttersprot说。

同样地,图像传感器需要适合操作环境。在某些应用中,有必要选择一个同时具有适当低旋光性能的图像传感器。使用机器视觉时必须考虑这些因素,但在产生将使用机器学习解释的数据时,这些考虑因素变得更加相关。

因为数据是由算法而不是由人来分析的,所以这提供了在机器视觉系统中引入不同感测模式的机会。这可能包括图像传感器以外的模式,例如飞行时间、雷达和激光雷达。随之而来的则是对传感器融合的需求。

传感器融合是指从多个来源获取数据,并将其合并为一个单一的数据集,以输入神经网络的过程。这是一个关键阶段,因为每个传感器数据的加权方式将影响其与最终数据集的相关性。

每个用例都不同,因此没有一套标准的方法,这表示传感器融合可能交由制造商来负责。当您与安富利合作时,相关专家会负责传感器融合。通常来说,这些专家是开发机器学习应用程序的软件公司,但也可能是客户,由安富利及其合作伙伴协助。

工业中的机器学习的训练和迁移学习

创建一个演示器来证明机器学习的概念并不像以前那样困难,尤其是在与可以提供评估模块和开发工具包的伙伴合作时。将该概念应用于生产仍然是困难。

「标准数据集可用于演示目的,但这些标准数据集通常不适合实施。客户可能需要从有建立数据经验的公司购买数据,或者他们需要自己建立数据」Uyttersprot 说。

这就是迁移学习等技术有用的地方,它可以将为一个用例创建的数据移植到一个新的但相似的用例。这只是其中一种解决方案。另一个可能是使用3D建模虚拟创建的合成数据。这方法可以快速创建许多图像,而这些图像可用于训练机器学习算法,而无需实际建立案例。

合成数据有其优势,但与机器学习中的大多数事情一样,它不一定容易。了解挑战是取得最佳结果的重要部分。当安富利开始与客户合作时,第一步是介绍机器学习以及它可以提供什么。 下一步是了解客户真正想要实现的目标。在某些情况下,它可能只需要没有机器学习的计算器视觉。在与合作伙伴一起开发解决方案之前,确保客户充分了解这些选项是非常重要的。

边缘与云运算

随着人工智能向网络边缘移动,这个问题时常出现。然而,Uyttersprot指出,两者将继续共存,因为都有各自的优点。

例如,如果安全性或延迟是用例中的特殊需求,则由边缘处理比较适合;但如果应用程序需要能够持续改进算法,则在云中处理才是更好的解决方案。

「同时使用边缘和云是有意义的。」Uyttersprot说,「如果您在不同位置有许多产品,例如智能恒温器,则可以使用边缘处理。但是通过云共享数据可使算法改进,可以在整个恒温器网络中推行。」

结论

机器学习在工业领域中的使用一直在增加,部分原因是越来越多的高性能处理器配备强大AI加速技术。但无论是在训练还是部署方面,软件仍然是等同重要的关键。建模技术和迁移学习可以提供帮助,处理器制造商提供的资源和软件工具也可以协助。要开发成功的机器学习用例,硬件和软件必须共同工作。

安富利及其合作伙伴可以帮助您了解如何使用机器学习进入市场。请联系您当地的安富利代表来了解更多信息。

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Philip Ling, Senior Technology Writer

Philip Ling is a senior technology writer with Avnet. He holds a post-graduate diploma in Advanced M...

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