能落地才是好AI！輕量級人工智能登場

如果問，目前被討論最多的人工智能(AI)應(yīng)用是什么？大多數(shù)人都會說是自動駕駛；

但如果問，最快落地的AI應(yīng)用是什么？毫無疑問是智能手機(jī)、智能家居、智能安防這些我們每天都用到的東西。

AI芯片問世已有數(shù)年，但真正落地的應(yīng)用寥寥。如今，業(yè)界的關(guān)注點(diǎn)逐漸轉(zhuǎn)向市場普及，特別是產(chǎn)品量產(chǎn)與應(yīng)用。如果AI應(yīng)用也與拳擊比賽一樣采用分級制，那么自動駕駛無疑是重量級選手，而智能門鎖、智能家電、兒童智能產(chǎn)品，以及智能手機(jī)、平板電腦、門禁系統(tǒng)等下游市場則屬于輕量級。相較而言，輕量級應(yīng)用在普及速度和難度上，都有著絕對優(yōu)勢。

不過，輕量級AI芯片要想實(shí)現(xiàn)快速普及，功耗、傳感器適配性、識別范圍等問題也亟待解決。《電子工程專輯》曾專訪耐能(Kneron)創(chuàng)始人兼CEO劉俊誠，了解到耐能在市場策略上力推輕量級人工智能，并將其定義為——“Tiny AI”。

終端AI的星星之火，可成燎原之勢。但什么應(yīng)用才是Tiny AI的最佳風(fēng)口？

從最有希望普及的應(yīng)用入手

2017年，蘋果推出iPhone X讓3D人臉識別開始流行于大眾，這讓一批AI廠商找到了突破口。

2018年，針對3D AI領(lǐng)域，耐能將其NPU與MCU整合，推出低功耗、小體積的支付等級3D AI軟硬件一體化解決方案，希望藉此搶占AI芯片快速普及的制高點(diǎn)。

2018年11月，耐能推出支付等級3D AI軟硬件一體化解決方案（圖自：耐能）

該方案支持結(jié)構(gòu)光、ToF、雙目立體視覺等主流3D傳感技術(shù)，通過結(jié)合2D圖像分析識別與深度信息分析，進(jìn)行面部、身體、物品等識別，不僅能提升識別精準(zhǔn)度，消除被照片、視頻、蠟像、3D打印模型等解鎖的風(fēng)險，還能精準(zhǔn)識別物品、行為，并提供其他3D圖像采集應(yīng)用，可用在智能手機(jī)解鎖、移動支付、智能門鎖開鎖等高安全等級要求領(lǐng)域。

值得一提的是其中的3D面部識別解決方案，只要搭配入門的近紅外線鏡頭和原有的RGB鏡頭，不需額外的雙攝校準(zhǔn)，就可提供3D面部識別解鎖、3D建模等應(yīng)用，且適用于各種終端設(shè)備。

比如入門級智能手機(jī)，只要具備百萬以上像素的前置鏡頭，安裝軟件后即可進(jìn)行真人臉部識別，排除用照片、視頻解鎖的風(fēng)險，并延伸到手機(jī)支付等其他應(yīng)用，其中人臉識別準(zhǔn)確率據(jù)稱達(dá)99.99%。而針對智能安防領(lǐng)域，該算法可實(shí)時偵測多張人臉并進(jìn)行人臉識別、身份核對，在離線狀態(tài)下，終端監(jiān)控設(shè)備也能識別是否為陌生人，而主動通知管理員。

降功耗，降維攻擊傳統(tǒng)芯片

據(jù)調(diào)查顯示，消費(fèi)者在購買智能化設(shè)備時十分關(guān)注能效與續(xù)航能力，這兩項指標(biāo)也極易影響使用體驗(yàn)。例如，空調(diào)等智能家電需要長期運(yùn)行，耗電量直接決定著用戶的使用成本；對智能手機(jī)、智能門鎖、機(jī)器人等主要采用蓄電池的設(shè)備而言，續(xù)航能力不僅影響使用體驗(yàn)，更可能關(guān)乎生活、工作乃至安全。要解決這些問題，關(guān)鍵在于芯片的功耗。

按常理，普通芯片由于設(shè)計邏輯簡單，執(zhí)行功能單一，功耗上應(yīng)該比AI芯片更有優(yōu)勢，AI芯片如何在能效上突圍？

2018年9月，耐能發(fā)布第二代NPU IP（圖自：耐能）

2018年9月，耐能發(fā)布的第二代NPU IP在能效上做了大量優(yōu)化。該系列包括低功耗版KDP 320、標(biāo)準(zhǔn)版KDP 520、高效能版KDP 720等三大產(chǎn)品，整體效能相較于上一代產(chǎn)品大幅提升達(dá)3倍，計算能力最高可達(dá)5.8TOPS(每秒萬億次計算)。

其中，依托KDP 520設(shè)計的芯片，支持語音、人臉、物品等多種識別，滿足機(jī)器人、智能玩具等兒童智能產(chǎn)品對低功耗、高效能AI芯片的需求，特別是在語音交互、身份識別、跟隨陪伴、物品識別、趣味教學(xué)、家長遠(yuǎn)程監(jiān)護(hù)、兒童教育等領(lǐng)域，可對長期“霸占”該領(lǐng)域的傳統(tǒng)MCU芯片進(jìn)行降維攻擊。

不挑食，入門級傳感器也能配

AI芯片的效能不斷升級，為傳感效果的提高奠定了基礎(chǔ)。不過，要想實(shí)現(xiàn)出色的傳感效果，仍有待AI芯片與傳感器進(jìn)行良好適配。截至目前，多數(shù)AI芯片均對傳感器的規(guī)格、性能要求較高，否則便無法達(dá)到預(yù)期效果，甚至無法適配。相比之下，耐能NPU就比較“不挑食”，與入門級的傳感器也可適配，降低了終端設(shè)備實(shí)現(xiàn)AI的門檻。

以智能門鎖為例，受年齡增長、傷病等的影響，人的指紋可能出現(xiàn)變化或被磨損，進(jìn)而無法被識別，使以指紋識別為主要賣點(diǎn)的現(xiàn)有智能鎖存在明顯的局限性。而受限于傳統(tǒng)芯片的計算能力和功耗表現(xiàn)，現(xiàn)有的2D人臉識別則很可能被照片、視頻、蠟像、3D打印模型等破解，陷入安全性的瓶頸，始終無法大規(guī)模普及。

2018年10月，耐能攜手奇景光電推出基于結(jié)構(gòu)光技術(shù)的SLiMTM 3D傳感解決方案（圖自：耐能）

基于此，耐能與奇景光電聯(lián)手，推出AI芯片與3D 結(jié)構(gòu)光的模組方案，通過專門的AI芯片對3D人臉數(shù)據(jù)進(jìn)行高效識別處理，創(chuàng)新性地解決當(dāng)前智能門鎖市場對方便、安全、高效的使用需求，填補(bǔ)市場空白，預(yù)計2020年搭載這款3D AI安防解決方案的產(chǎn)品將商用。

另外，耐能還與鈺創(chuàng)科技、Cadence等企業(yè)共同開發(fā)用于終端智能設(shè)備的先進(jìn)視覺解決方案，加速計算機(jī)視覺與機(jī)器學(xué)習(xí)的應(yīng)用普及。

認(rèn)得出圖像，也聽得懂語音

AI興起之初，圖像識別、語音識別儼然成了兩個對立的陣營，不僅各有一批看好其前景的芯片廠商，在終端設(shè)備上也各有應(yīng)用。前者如智能手機(jī)、門禁系統(tǒng)、視頻監(jiān)控攝像機(jī)，后者則如智能音箱、機(jī)器人。而今，源于用戶需求的變化，越來越多廠商意識到，圖像、語音等識別需求不可能割裂開來，而必須互相融合。

其中，最具代表性的莫過于智能家電。例如，早期的智能空調(diào)側(cè)重于語音識別，即用戶以語音控制空調(diào)的開啟、關(guān)閉以及溫度、濕度等的升降，但當(dāng)用戶的普通話不標(biāo)準(zhǔn)、聲音嘈雜時，設(shè)備就可能接收到錯誤的指令，使相關(guān)功能大打折扣。而且，從手動按鍵到“喊話”，各項功能的實(shí)現(xiàn)仍依賴用戶主動操作。若用戶像忘記按開關(guān)一樣忘記說“關(guān)閉空調(diào)”，仍然無法解決浪費(fèi)電的痛點(diǎn)。

相比之下，將圖像識別、語音識別等AI功能相融合后，則可將兩者的優(yōu)勢無縫銜接，從而全面解決各種痛點(diǎn)。同樣以智能空調(diào)為例，借助圖像識別功能，內(nèi)置攝像頭可識別室內(nèi)有沒有人，若用戶已經(jīng)離開，則自動關(guān)閉，從而避免電能浪費(fèi)。

目前，耐能消費(fèi)級別AI芯片解決方案已實(shí)現(xiàn)智能家電對人、物、場景的離線識別，這在安全可靠的同時，也讓智能家電變得智能、靈性，大大拓展了智能家電的內(nèi)容和服務(wù)場景，在智能空調(diào)、智能電視、智能冰箱等應(yīng)用領(lǐng)域都有大量應(yīng)用。

為智能家居打造AI SoC

在近日舉辦的CES 2019上，耐能除了展示最新的3D AI解決方案外，還宣布將新增AI SoC產(chǎn)品線，在第二季度率先推出一款專為智能家居應(yīng)用所設(shè)計的AI SoC，可應(yīng)用在門鎖、門禁系統(tǒng)、智能玩具，以及其他家電設(shè)備等。此AI SoC搭載基于耐能 NPU IP- KDP 520的AI處理器，可支持2D、3D圖像識別、語音識別，能與不同的3D傳感技術(shù)整合，以及計算不同神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型。

劉峻誠表示：“耐能致力于發(fā)展人工智能在終端設(shè)備上的應(yīng)用，3D AI解決方案結(jié)合3D傳感技術(shù)與終端人工智能，讓圖像識別精準(zhǔn)度和使用安全性大幅提升，我們預(yù)期它將為市場帶來更多創(chuàng)新應(yīng)用。我們很高興同時宣布將新增AI SoC產(chǎn)品線，推出專為智能家居應(yīng)用所設(shè)計的AI SoC，該產(chǎn)品為耐能產(chǎn)品發(fā)展策略Tiny AI的體現(xiàn)，提供一個體積小、功耗低的輕量級終端AI解決方案。”

耐能在CES 2019的現(xiàn)場展示（圖自：耐能）：