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工業(yè)發(fā)展的驅(qū)動力是什么?決策者應(yīng)該關(guān)注哪些趨勢?意法半導(dǎo)體以創(chuàng)新的信息物理系統(tǒng)(Cyber-Physical Systems,簡稱CPS)如何開啟下一個自動化時代為論點,得出了自己的結(jié)論 。在不久前的2022 年國際固態(tài)電路會議 (ISSCC 2022) 上,意法半導(dǎo)體模擬、MEMS 和傳感器產(chǎn)品部總裁 Marco Cassis 發(fā)表了主題演講,重點介紹了ST在傳感器、人工智能、通信等方面取得的技術(shù)突破,以及在 “下一個自動化時代”背景下的一些新趨勢 。


意法半導(dǎo)體模擬、MEMS 和傳感器產(chǎn)品部總裁 Marco Cassis
下一個自動化時代是什么?
第一個自動化時代
Marco Cassis首先談到了第一個自動化時代 。作為信息時代的產(chǎn)物 , 自動化時代是指機器開始執(zhí)行復(fù)雜任務(wù)、幾乎沒有人機交互的時代 。全球信息系統(tǒng)和生產(chǎn)數(shù)字化開啟了第一個自動化時代,給經(jīng)濟社會帶來翻天覆地的變化 。制造業(yè)生產(chǎn)效率明顯提高,就業(yè)市場歡迎新人才 。簡而言之,自動化是第三次工業(yè)革命的核心,根據(jù)世界經(jīng)濟論壇的數(shù)據(jù),未來幾年自動化發(fā)展將繼續(xù)顯著提速 。


機器自動化制造
下一個自動化時代
Marco Cassis在主題演講中指出,信息物理系統(tǒng) (CPS)的概念帶來了技術(shù)融合 , 我們正在經(jīng)歷一個新的自動化時代 。CPS的概念是 2017 年正式提出的 ,指的是“一個包括由物理組件和計算組件構(gòu)成的交互網(wǎng)絡(luò)的智能系統(tǒng) ?!?CPS信息物理系統(tǒng)經(jīng)由傳感器和執(zhí)行器,通過聯(lián)網(wǎng)的智能計算系統(tǒng)與世界交互 。
信息物理系統(tǒng)與物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)有何不同? ST認為 , 信息物理系統(tǒng)代表了一個包括物聯(lián)網(wǎng)在內(nèi)的超級集合 。信息物理系統(tǒng)還提供了控制系統(tǒng)和機器學(xué)習(xí)應(yīng)用,而傳統(tǒng)物聯(lián)網(wǎng)平臺大多沒有這類配置 。雖然物聯(lián)網(wǎng)和信息物理系統(tǒng)有許多共同之處,但信息物理系統(tǒng)超越了傳統(tǒng)物聯(lián)網(wǎng)的范疇 。信息物理系統(tǒng)的控制和 AI 兩大功能是開啟下一個自動化時代的主要動力 。


ST在業(yè)界率先推出的具有機器學(xué)習(xí)核心的慣性傳感器LSM6DSOX
嵌入式AI是下一個自動化時代的核心技術(shù)
邊緣AI已經(jīng)到來 。ST在 ISSCC 大會的主題演講中強調(diào)指出,微控制器和傳感器在邊緣設(shè)備上實現(xiàn)AI有多種方式,并概述了能使系統(tǒng)自動實現(xiàn)復(fù)雜決策過程的現(xiàn)有技術(shù),也強調(diào)了預(yù)測市場趨勢有多么重要 。
提前數(shù)年入局,取得先發(fā)優(yōu)勢
今天,邊緣人工智能的普及源于市面上已有的成熟開發(fā)工具 。ST的微控制器機器學(xué)習(xí)開發(fā)工具 NanoEdge AI Studio 和 STM32Cube.AI,以及LSM6DSOX MEMS 的機器學(xué)習(xí)核心開發(fā)軟件 Unico GUI,剛推出時即為業(yè)內(nèi)先驅(qū) , 此后多年來也一直在不斷地更新迭代 。ST 還提供FP-AI-FACEREC1等開源演示例程,讓開發(fā)人員在幾分鐘內(nèi)就能創(chuàng)建一個機器學(xué)習(xí)應(yīng)用程序 。同樣 , ST的條件監(jiān)測解決方案滿足了工業(yè)環(huán)境的可靠性要求 。此外,ST還提供由 UCLA 大學(xué)的 William Kaiser 教授設(shè)計的嵌入式機器學(xué)習(xí) 免費課程,并通過 GitHub和我們的機器學(xué)習(xí)核心庫與開源社區(qū)的開發(fā)者密切互動 。
在性能可靠、功能豐富的開發(fā)工具出現(xiàn)后 , 工作流程和行業(yè)發(fā)生了顛覆性變化 。2018 年,當(dāng)時很少有人知道怎樣在嵌入式系統(tǒng)上使用機器學(xué)習(xí) 。想要開發(fā)嵌入式機器學(xué)習(xí)應(yīng)用的學(xué)生,用 ST的開發(fā)工具,在有相關(guān)學(xué)術(shù)背景的大學(xué)教授協(xié)助下,才終于開發(fā)出了嵌入機器學(xué)習(xí)應(yīng)用 。而今天,同樣的項目只需要點擊幾下鼠標即可完成 。2020 年,據(jù)ST 合作伙伴 Siana 設(shè)計公司介紹,越來越多的客戶開始了解機器學(xué)習(xí)應(yīng)用,并將其用于實際應(yīng)用 。最近,我們還看到市面上在售的智能手表或手機已經(jīng)在使用 ST 機器學(xué)習(xí)解決方案,幫助用戶決策何時激活屏幕或記錄身體活動,而其功耗只是典型方案的幾分之一 。

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