當(dāng)前位置:首頁 > 嵌入式培訓(xùn) > 嵌入式學(xué)習(xí) > 講師博文 > 要了解嵌入式人工智能的發(fā)展前景,就得先清楚嵌入式和人工智能的概念
嵌入式系統(tǒng)(Embedded System),是一種嵌入機(jī)械或電氣系統(tǒng)內(nèi)部、具有專一功能和實時計算性能的計算機(jī)系統(tǒng)。嵌入式系統(tǒng)常被用于高效控制許多常見設(shè)備,被嵌入的系統(tǒng)通常是包含數(shù)位硬件和機(jī)械部件的完整設(shè)備,例如汽車的防鎖死煞車系統(tǒng)。相反,通用計算機(jī)如個人電腦則設(shè)計靈活,可以智能處理各式各樣的運算情況,以滿足廣大終端用戶不同的需要。
現(xiàn)代嵌入式系統(tǒng)通常是基于微控制器(如含集成內(nèi)存和/或外設(shè)接口的中央處理單元)的,但在較復(fù)雜的系統(tǒng)中普通微處理器(使用外部存儲芯片和外設(shè)接口電路)也很常見。通用型處理器、專門進(jìn)行某類計算的處理器、為手持應(yīng)用訂制設(shè)計的處理器等,都可能應(yīng)用到嵌入式系統(tǒng)。常見的專用處理器有數(shù)字信號處理器。
嵌入式系統(tǒng)的關(guān)鍵特性是處理特定的任務(wù),因此工程師能對其進(jìn)行優(yōu)化,以降低產(chǎn)品的體積和成本,提升可靠性和性能。
嵌入式系統(tǒng)的物理形態(tài)包括便攜設(shè)備如計步器、電子手表和MP3播放器,大型固定裝置如交通燈、工廠控制器,大型復(fù)雜系統(tǒng)如混合動力汽車、磁共振成像設(shè)備、航空電子設(shè)備等。它們的復(fù)雜度低至單片機(jī),高至大型底盤或外殼內(nèi)安裝有多個部件、外設(shè)和網(wǎng)絡(luò)。
人工智能(英語:artificial intelligence,縮寫為AI)亦稱智械、機(jī)器智能,指由人制造出來的機(jī)器所表現(xiàn)出來的智能。通常人工智能是指通過普通計算機(jī)程序來呈現(xiàn)人類智能的技術(shù)。該詞也指出研究這樣的智能系統(tǒng)是否能夠?qū)崿F(xiàn),以及如何實現(xiàn)。同時,通過醫(yī)學(xué)、神經(jīng)科學(xué)、機(jī)器人學(xué)及統(tǒng)計學(xué)等的進(jìn)步,常態(tài)預(yù)測則認(rèn)為人類的很多職業(yè)也逐漸被其取代。
人工智能于一般教材中的定義領(lǐng)域是“智能主體(intelligent agent)的研究與設(shè)計”,智能主體指一個可以觀察周遭環(huán)境并作出行動以達(dá)致目標(biāo)的系統(tǒng)。約翰·麥卡錫于1955年的定義是“制造智能機(jī)器的科學(xué)與工程”。安德烈亞斯·卡普蘭(Andreas Kaplan)和邁克爾·海恩萊因(Michael Haenlein)將人工智能定義為“系統(tǒng)正確解釋外部數(shù)據(jù),從這些數(shù)據(jù)中學(xué)習(xí),并利用這些知識通過靈活適應(yīng)實現(xiàn)特定目標(biāo)和任務(wù)的能力”。
人工智能的研究是高度技術(shù)性和專業(yè)的,各分支領(lǐng)域都是深入且各不相通的,因而涉及范圍極廣。人工智能的研究可以分為幾個技術(shù)問題。其分支領(lǐng)域主要集中在解決具體問題,其中之一是,如何使用各種不同的工具完成特定的應(yīng)用程序。
AI的核心問題包括建構(gòu)能夠跟人類似甚至超卓的推理、知識、規(guī)劃、學(xué)習(xí)、交流、感知、移物、使用工具和操控機(jī)械的能力等。人工智能目前仍然是該領(lǐng)域的長遠(yuǎn)目標(biāo)。目前弱人工智能已經(jīng)有初步成果,甚至在一些影像識別、語言分析、棋類游戲等等單方面的能力達(dá)到了超越人類的水平,而且人工智能的通用性代表著,能解決上述的問題的是一樣的AI程序,無須重新開發(fā)算法就可以直接使用現(xiàn)有的AI完成任務(wù),與人類的處理能力相同,但達(dá)到具備思考能力的統(tǒng)合強(qiáng)人工智能還需要時間研究,比較流行的方法包括統(tǒng)計方法,計算智能和傳統(tǒng)意義的AI。目前有大量的工具應(yīng)用了人工智能,其中包括搜索和數(shù)學(xué)優(yōu)化、邏輯推演。而基于仿生學(xué)、認(rèn)知心理學(xué),以及基于概率論和經(jīng)濟(jì)學(xué)的算法等等也在逐步探索當(dāng)中。
人工智能不可能沒有嵌入式,換句話說,人工智能的出現(xiàn)是因為嵌入式的飛速發(fā)展與物聯(lián)網(wǎng)相結(jié)合。
物體聯(lián)網(wǎng)的時代公司會搜集到大量的數(shù)據(jù),比如某個地域的人睡眠時間習(xí)慣,吃飯時間習(xí)慣,喜歡吃哪類食物的習(xí)慣,統(tǒng)統(tǒng)會被上傳到云端,此時人們就可以進(jìn)行進(jìn)一步的分析,這就是大數(shù)據(jù)的形成,有了大數(shù)據(jù)的鋪墊,就可以讓機(jī)器人有決策有判斷,甚至擁有自己的性格,人工智能的領(lǐng)域龐大涵蓋學(xué)科眾多,應(yīng)用范圍也很多。
人工智能與嵌入式系統(tǒng)的關(guān)系,可用蘇軾《題西林壁》的詩句來形容,即“橫看成嶺側(cè)成峰,遠(yuǎn)近高低各不同。不識廬山真面目,只緣身在此山中”。長期以來,形形色色的人工智能就在我的周圍,我們卻視而不見。可以說嵌入式開啟了人工智能的進(jìn)程,我們所做的一切都是人工智能的那些事兒。人工智能的終極目的是實現(xiàn)人類智力的替代,思維是大腦獨立的思考,行為是個體與客觀世界的交互,F(xiàn)在的人工智能大多屬于前者(思維),siri、阿爾法狗都是典型代表。要實現(xiàn)人工智能的行為,必須使用嵌入式系統(tǒng),這就是現(xiàn)在所說的強(qiáng)人工智能與弱人工智能。
人工智能是基礎(chǔ)的技術(shù)資源,它改變?nèi)藗兊乃季S與生活方式、變革社會的巨大潛力。從更大的格局看,萬物智聯(lián)時代正在到來,未來將從“以設(shè)備為中心”進(jìn)步為“以用戶為中心”、“以數(shù)據(jù)為中心”。
業(yè)界普遍認(rèn)為人工智能的三個發(fā)展階段包括感知智能、認(rèn)知智能和通用人工智能(AGI)。感知指語音、語言、圖像、手勢等;認(rèn)知指理解、記憶、知識、推理、規(guī)劃、決策、創(chuàng)造等;通用人工智能指類似人類的思維。其中,感知是人機(jī)交互中最重要的一環(huán),為人工智能提供數(shù)據(jù)基礎(chǔ)。
這三個階段需要循序漸進(jìn)。目前階段,人工智能的目標(biāo)并不是讓機(jī)器模擬人的全部行為,而是在某些特定領(lǐng)域超過人類專家的水平、有能力高效地解決專業(yè)問題,從而對人類提供實用的服務(wù)。
對于嵌入式與人工智能來說他們相結(jié)合各行業(yè)垂直領(lǐng)域應(yīng)用具有巨大的潛力,嵌入式人工智能市場在零售、交通運輸和自動化、制造業(yè)及農(nóng)業(yè)等各行業(yè)垂直領(lǐng)域具有巨大的潛力。而驅(qū)動市場的主要因素,是嵌入式人工智能技術(shù)在各種終端用戶垂直領(lǐng)域的應(yīng)用數(shù)量不斷增加,尤其是改善對終端消費者服務(wù)。當(dāng)然嵌入式人工智能市場要起來也受到IT基礎(chǔ)設(shè)施完善、智能手機(jī)及智能穿戴式設(shè)備的普及。
總而言之,人工智能的發(fā)展是基于嵌入式這門技術(shù)的,人類突破了早年的通信速度問題產(chǎn)生了萬物互聯(lián),通過萬物互聯(lián)產(chǎn)生了大數(shù)據(jù),通過大數(shù)據(jù)分析可以讓設(shè)備擁有機(jī)器學(xué)習(xí)的能力。
一個最好的例子,訊飛語音識別,在訊飛早年剛推出語音識別的時候并非準(zhǔn)確且錄音較為嚴(yán)格,隨后大量用戶涌入訊飛公司搜集了各個地方的方言與不同人的說話方式進(jìn)行分析,所以我們現(xiàn)在使用的語音識別才會這么準(zhǔn)確,同理TTS語音合成也不再是傳統(tǒng)的機(jī)器音而是更接近真人發(fā)音。
隨著物聯(lián)網(wǎng)、三網(wǎng)融合等高端技術(shù)的發(fā)展,嵌入式和人工智能的發(fā)展必將會成為主流的核心技術(shù),因此國家在十四五期間會對此類人才開始著重培養(yǎng),一方面這是技術(shù)發(fā)展到某個階段所需,另一方面也是中美貿(mào)易戰(zhàn)和中華民族走向復(fù)興的必經(jīng)之路。人工智能使嵌入式產(chǎn)品的功能可以提升一個臺階,從而應(yīng)用于各個行業(yè)。