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2021 iThome 鐵人賽

DAY 1
4
Arm Platforms

爭什麼,把AI和MCU摻在一起做tinyML就對了!系列 第 1

[Day 01] 在享受tinyML這道美食之前

說到小弟「史蒂芬周」可是無人不知無人不曉的「食神」,唐朝飲食集團主席,在中國廚藝訓練學院(少林寺)深造過,不僅懂得如何吃一碗好吃的街邊雜碎麵,更把街邊美食「瀨尿蝦」和「牛肉丸」摻在一起做吃了考試都一百分的「爆漿瀨尿蝦牛丸」行銷到全世界,最後還以少林絕學火雲掌創造出讓人難以忘懷、撕心裂肺的「黯然銷魂飯」,當上老爸、老媽、大哥、小妹、男孩、女孩只要有心就能當的「食神」。

這次有幸能參加iThome 2021鐵人賽,所以當然要端出成名代表作好吃、新奇又好玩的「爆漿瀨尿蝦牛丸」(tinyML)和大家分享一下。首先會請出火雞姐示範如何用驚人的雙臂、甩動的舌頭及無比的熱情連續敲打牛肉做出超有彈性的牛肉丸(MCU),接著會請基哥告訴大家會噴的人一臉的爆漿的瀨尿蝦核心(AI)究竟是如何完成,最後再由小弟說明如何將這個創新產品推向世界,讓厭食症的病患也能喜歡,讓大家都人手一碗街邊美食。

回到現實,雲端智慧物聯網(Artificial Intelligence + Internet of Thing, AI + IoT = AIoT)已是非常成熟的產業了,通常會以非常平價的微處理器(Microprocessor, uP)或單晶片(Micro Controller Unit, MCU)當作本地端(Local / Edge)的主要核心,接收各式「感應元件」(如溫濕度、光照、心率、影像、聲音等)及控制各式「致動元件」(LED, 開關、馬達等),接著再利用長短距離「通訊模組」(如WiFi, BT, 4G/5G等)來傳送資料和接收命令,最後再和雲端的運算、控制、儲存並和使用者的行動通訊裝置連結就能完成整個AIoT系統。其中所時序預測、維修提醒、異常偵測、影像物件偵測及辨識等智能分析工作通常都交由雲端伺服器來協助完成。

智慧物聯網架構
Fig. 1-1 智慧物聯網(AIoT)架構 (OmniXRI整理繪製, 2021/9/9)

不過在強調「低延遲反應」、「高資料隱私」、「低功耗」、「低成本」的需求下**邊緣智能(Edge AI)**的需求就日益增加,所以大家就想把AI的功能加到MCU上,希望藉此能得到又便宜又好用的智能設備。但不幸地是,腳踏車是難以和機車甚至汽車、飛機匹敵的。同樣地要用幾十到幾百元台幣的產品去對抗幾千到幾十萬甚至上千萬台幣的產品更是天方夜譚。所以要認清最適合腳踏車的應用範圍,那就能獲得最大的收益。

為了讓大家更了解MCU如何實現AI,在接下來的30天會幫大家介紹一項名為「微機器學習tinyML」的技術,同時介紹兩大核心技術MCU及AI基本原理,並說明如何實現在Arm Cortex-M系列MCU上及如何應用通用開發平台來完成自定義AI應用。就好比一口吃下爆醬瀨尿蝦牛丸(tinyML)就能同時享受牛肉丸(MCU)的鮮美、瀨尿蝦(AI)的甘甜,更可讓大家在享受美食時一併了解它如何製作及開發出更適合自己口味的新丸子。

這班tinyML的列車就要出發了,還不趕緊跟上。

ps. 為讓文章更活潑傳達硬梆梆的技術內容,所以引用了經典電影「食神」的橋段,希望小弟戲劇性的二創不會引起電影公司的不悅,在此對星爺及電影公司致上崇高的敬意,敬請見諒。


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