Embedded inteligence: Jak se zařízení stávají inteligentnější

Umělá inteligence bude jedním z hlavních témat na výstavě a konferenci embedded world 2020. Co má ale „umělá inteligence“ společného s „embedded“? Co odlišuje embedded technologii od nabídek umělé inteligence z cloudu a od internetových gigantů? Co dělá umělá inteligence a jak je její technologie integrována do zařízení pro průmyslové aplikace? Tyto i další otázky budou předmětem diskuzí na konferenci a těmto tématům se budou věnovat i jednotlivé výstavní expozice veletrhu. Umělá inteligence (AI – Artificial Intelligence) pojednává o automatizaci inteligentního chování a strojového učení (ML – Machine Learning). Je jednou z hnacích sil digitální revoluce pro stávající a budoucí aplikace. Již dnes to platí pro aplikace orientované na „velká data“, ve kterých se například pokoušíme rozpoznat a předpovědět vzorce chování. To ovšem platí i pro průmyslové aplikace. Týká se to zejména těch aplikací, ve kterých chování, vlastnosti, stavy, intervaly údržby a další záležitosti musí být analyzovány a předvídány.

Inteligence se přesouvá z cloudu do zařízení

Aplikace s vyhraněným zaměřením jsou často založeny na embedded systémech, které mají mnohem menší výkon pro zpracování dat, než mají velké servery na cloudu, které problematiku AI a ML obvykle řeší. Navzdory omezené paměti a malému výpočetnímu výkonu embedded mikrokontrolérů zažívá tato oblast elektroniky velký růst. Hlavním důvodem je schopnost zhotovit malé, cenově dostupné, autonomní a adaptivní systémy. Ty funkčně překonávají tradiční řídicí algoritmy, které využívají statické modely. Autonomní vozidla a roboty nebo interaktivní asistenti jsou pouze několika příklady těchto možností. Embedded systémy nejsou obvykle samostatné z pohledu „edge computing“, ale často navazují na další výpočtové zdroje na cloudu (cloud computing) nebo u jiných výkonných systémů. Z tohoto důvodu se stává tzv. „fog computing“ stále důležitější.

V klasických embedded systémech s AI probíhá učení na cloudu, zatímco rozhodování se děje na vnějších (edge) systémech. Více se také uplatňuje architektura, při které se řešení problémů omezené komplexity učí na koncovém stupni vnějšího systému (edge system). To slibuje výhody nejen ve smyslu balancování zátěže, ale také pro uchování důvěrného charakteru informace, protože pouze naučené, vyjmuté modely se posílají dále na další úroveň.

Díky těmto víceúrovňovým a napojeným řešením, balancování zátěže a výměně informací mezi nimi, získává „fog-computing“ významně na důležitosti. To je důvodem, proč má 18. ročník konference při výstavě embedded world (ewC), největší světové konference o embedded systémech, jako hlavní téma „Connecting Embedded Intelligence“. Konference ewC tak znovu použije název jedné ze svých předcházejících akcí v 90. letech minulého století. V té době bylo téma „Embedded Intelligence“ více či méně vize budoucnosti. Dnes, v době levnějšího výpočetního a komunikačního výkonu, se na trh již dodávají nové architektury, nebo jsou dále vyvíjeny pro nové aplikace.

Aplikace v centru pozornosti

Automatické rozpoznávání vzoru v obrazech vnáší více dynamiky do již rozvíjejících se aplikací v oblasti „Embedded Vision“. Kamerové systémy jsou levnější, energeticky účinnější a menší. Aplikace, jako jsou rozpoznávání chodců u autonomních vozidel, identifikace osob založená na rozpoznávání obličejů, kontroverzní možnost monitorování lidí a identifikace vzorů jejich pohybu a akcí, porovnávání otisků prstů nebo průmyslová optická kontrola kvality, jsou nyní těmito systémy také podporovány.

Monitorování stavu a předvídání potřebné údržby strojů i celých podniků jsou základem čtvrté průmyslové revoluce (Industry 4.0).

Autonomní systémy získávají z vývoje cíleného na optimalizaci komplexních rozhodnutí jistou „přidanou zkušenost“. Ta zahrnuje oblast autonomního řízení vozidel, autonomní robotiky a pravděpodobně i kolaborativní robotiky a inteligentních asistenčních systémů.

Navíc jsou zde další aplikace, které mohou těžit z výhod použití AI a ML. Systémy založené na AI mohou být vždy s výhodou použity tam, kde jsou problémy tak komplexní, nebo nestrukturované, že by jiné metody klasického modelování trvaly příliš dlouho, byly příliš nákladné nebo nepřizpůsobitelné.

embedded world Conference

Témata zaměřená na inteligentní a autonomní systémy budou ústředním tématem výstavy embedded world 2020 i navazující konference embedded world Conference, které proběhnou v Norimberku ve dnech 25. až 27. února. Experti z oboru se podělí o své zkušenosti v celkem 26 přednáškách rozdělených do 4 specializovaných skupin. Program konference je dostupný na www.embedded-world.eu.