人工智能時代，嵌入式與物聯網工程師要扮演技術核心角色

人工智能的崛起并不是偶然的，一方面得益于AI 棋王AlphaGo戰勝人類棋王之后，AI 技術便為大眾所熟知，另一方面就是技術上的突破和運算能力的提升，即算法、數據和算力三者缺一不可。人工智能對處理能力和實時性有著極強的要求，邊緣計算的興起與物聯網和嵌入式系統密不可分。

身處這樣一個時代，我們該如何看待這場即將到來的風暴呢？人工智能應用日益普及，其中哪些細分市場會是物聯網與嵌入式行業重點關注的方向呢？嵌入式與物聯網研究和工程技術人員又該如何把握住人工智能所帶來的重大機遇呢？

近日，嵌入式系統聯誼會第23次會議邀請業內知名專家和學者就這些問題做了深入的探討！本次會議由嵌入式系統聯誼會、深圳北航新興產業技術研究院主辦，深圳北航物聯網研究院、物聯網咖啡承辦，北京航空航天大學出版社、深圳市智能控制技術與應用協會、深圳市博訊會展有限公司、MacBee技術聯盟、泰智會共同協辦，主題為”人工智能助力物聯網產業發展”。

本次會議分成兩個部分：上午是學術研討會，由嵌入式系統聯誼會秘書長何小慶主持，北航新興產業技術研究院王保江院長致辭；下午的企業家論壇活動由深圳北航物聯網研究院執行院長蔡高升主持。

資源網時代，嵌入式系統將大有可為

北京航空航天大學教授　何立民

《單片機與嵌入式系統應用》雜志社主編何立民教授介紹了無偏見的人工智能和資源網的未來，何教授認為可以撇開比特幣從互聯網視角看區塊鏈，它是一個去中心、無人化的社會資源交易網，即資源網或價值網，可以看成是繼互聯網、物聯網之后網絡時代的第三次變革，互聯網的終極目標是將“物”與“資源”入網，尤其強調嵌入式從業者應了解區塊鏈，因為嵌入式系統在區塊鏈的未來應用中大有作為。

嵌入式系統是智能物聯系統，在普遍具有網絡接入功能后，將互聯網變革到物聯網，物聯網的物聯基因存在于嵌入式系統之中。隨著區塊鏈技術成為熱點，嵌入式系統技術可以幫助模擬態“資源”實現數字區塊化，所以說嵌入式技術推動了物聯網到區塊鏈的變革。

區塊鏈中會應用到數字化技術、人工智能、密碼學、誠信體系建設等基礎技術，但是區塊鏈的核心是去中心的公平、公正、交易的智能合約建設，所以實現“無偏見”的人工智能就更加迫切，這是在人工智能基礎上開發出的一種可判斷公正性的獨立評價系統。何教授強調2018年3月IBM預測五年內將對全球影響最大的五項技術年清單中有三項與區塊鏈有關，即加密錨技術、格密碼體系、無偏見的人工智能，而且即將推出“加密錨”芯片(1平方毫米、十美分價格)，該芯片被認為是開發物聯網區塊鏈解決方案的起點。

何教授還預測，在未來的二十年內，市場經濟亂象會徹底發生改變，最終會完成互聯從信息網到物理網、資源網的變革，而這正是嵌入式系統大有作為的時代。

用AI改變視界

北京航空航天大學教授　康一梅

康一梅教授稱AI為高勢能技術，其將引發遠超互聯網帶來的變革，因為該技術能夠帶來新應用場景的覆蓋領域，且該技術在這些新應用場景中具有不可替代性。通過分析百度、騰訊、阿里、小米等國內互聯網巨頭在該領域的發展現狀，康教授認為AI發展會從云端走向終端，將在終端設備爆發，并且得出未來所有硬件將被AI智能化的結論。

通過分析人工智能技術的分布領域發現機器視覺應用規模在整個人工智能市場的占比達到42%，未來這一數字還將增大。但是康教授在研究中發現，對AI概念和技術的關注比產品多，因為AI技術轉化成AI產品需要算法創新、軟硬件研發、技術工程化/產品化的綜合能力。康教授表示，嵌入式系統對AI算法的要求還是比較苛刻的，在時間方面需要有很好的實時性，在空間方面必須保證存儲空間小。

智能系統需要良好的優化系統設計體系

華東師范大學教授　陳儀香

陳儀香教授介紹，無處不在的智能系統是在硬件基礎上融入了人工智能，讓機器通過一定的方式進行判斷、決策和控制，是嵌入式技術、軟件工程、人工智能等知識的深入融合系統。陳教授認為，設計一個好的智能系統必須建立良好的優化系統設計體系，需要參照系統規范，按軟硬件劃分，硬件設計、接口設計、軟件設計，系統集成的步驟完成。在詳細介紹了規范建模和協同優化設計的具體細節之后，他還以交通標志識別系統和自動停車系統為例，詳細介紹了一個智能系統完整設計過程。如果工程師按照陳教授介紹的步驟進行智能系統的設計，相信會少走很多彎路。

中山大學計算機學院黃凱教授介紹了他們學院無人機研究所的情況和在視網膜注射手術機器人方面的研究成果。

物聯網操作系統和邊緣計算是嵌入式技術和物聯網發展新趨勢

嵌入式系統聯誼會秘書長　何小慶

何小慶秘書長首先回憶了9年來嵌入式系統聯誼會的活動主題，聯誼會自成立以來一直緊跟嵌入式系統發展趨勢展開討論。時間坐標進入到2018年，何小慶秘書長認為，現在科技創新的浪潮已經從云計算、IoT演進到邊緣計算和人工智能。他表示，構建未來智能社會的嵌入式技術三大基石：致力發展高效、可靠和低功耗的聯網技術；發展綠色環保的高能效的嵌入式計算技術；嵌入式功能安全和系統的信息安全都將變得更為重要。

近幾年半導體行業并購非常頻繁，何小慶秘書長認為這將對嵌入式系統的發展產生非常重要的影響：并購會促使主流的嵌入式處理進入到物聯網和AI領域；在物聯網邊緣計算和傳感器節點方面會出現新的處理技術和商業模式；在提升嵌入式AI設備的計算能力和實時性方面，邊緣計算會起非常重要的作用。何小慶秘書長還詳細介紹了邊緣技術的使用案例和目前的進展。

物聯網的蓬勃發展離不開物聯網操作系統，當前物聯網操作系統異軍突起，何小慶秘書長介紹，與傳統的嵌入式操作系統不同，物聯網操作系統從一開始就借助云平臺，為物聯網應用帶來的全新的利益和商業模式。他還詳細介紹了現在比較流行的幾款物聯網操作系統，如ARM mbed OS和Huawei LiteOS以及由開源RTOS演化來的Amazon FreeRTOS等。最后何小慶秘書長強調物聯網安全是重中之重，而且任重道遠，需要整個生態系統的共同努力！

利用FPGA加快嵌入式人工智能系統的布置

北京威視銳科技CEO　姚遠

姚遠博士介紹，北京威視銳科技有限公司主要面向無線通信頻譜安全、人工智能視覺感知與核生化監測防護等領域，這些均是基于深度學習計算平臺的。他認為深度學習的核心包括：學習算法的設計，即設計的大腦到底夠不夠聰明；要有高性能的計算能力，即需要訓練一個大的網絡；必須要有大數據支撐；要有適當的用戶場景；需要成熟的商業模式。

目前深度學習計算平臺可以采用多種方式，如CPU、GPU、CPU+GPU、ARM+FPGA、TPU+各種SoC等。姚遠博士認為FPGA芯片結構特別適合模型預測，其利用動態可重配置技術，能在一秒之內快速切換成不同的設計方案，面對下一個工作負載進行硬件優化，但是開發難度和門檻限制了其廣泛應用。威視銳就致力于解決FPGA的這一難題，推出工業檢測EagleGo 解決方案，工程師采用Xilinx SDSoC開發流程，使用C或者C++語言，僅需數小時即可完成系統運行。姚遠博士還介紹了使用案例，如采用SDSoc技術實現卷積核加速、物體分類攝像頭等。

下一代嵌入式開發平臺AWorks是RT Kernel里的小鋼炮

廣州致遠電子有限公司董事長　周立功

周立功介紹，軟件設計應該致力于降低整體成本，如果考慮人的因素，軟件工程更接近經濟學，而非計算機科學，如果不改變思維方式，則很難開發出既好賣且成本低的產品。為此致遠電子也在改變思維方式，采用“芯片+AWorks軟件平臺”設計高附加值的模塊、板卡和高端測量儀器，通過有線和無線接口接入ZWS IoT云端，實現大數據處理，構成工業互聯網生態系統。

周立功稱AWorks為RT Kernel里的小鋼炮，具有極微小原生內核，最小能在1 KB RAM、2 KB ROM的平臺上運行；可以提供任務、信號量、互斥量、消息隊列等多種OS服務；可以提供無限制的任務數量，最高達1024個任務優先級，支持同優先級任務；所有組件均可靜態實例化，避免內存泄漏的風險。AWorks組件采用可插拔、可裁剪的理念設計，可“量身定制”一套最合適的操作系統。除此之外，現在非常棘手的USB驅動也可以采用AWorks平臺，僅需2行代碼，即可直接調用成熟穩定的USB設備，支持市面上所有主流U盤。

AWorks的發布形式多樣，包括無線核心版、標準核心板、SDK開發包等，讓工程師感受到不一樣的嵌入式開發體驗。

AI和邊緣計算在物聯網中極具價值

深圳日海通訊技術股份有限公司CTO　鄒俊

鄒俊對物聯網有著自己的理解，他認為物聯網的核心是規模，但是目前物聯網產業鏈條過長，并且各環節銜接仍不順暢，行業應用碎片化嚴重，形成了信息孤島，很多公司都在急于布局物聯網行業，但是整體規模又都不大，所以在物聯網產業中，“平臺+模組”能力是戰略布局的關鍵。鄒俊認為AI和邊緣計算會在物聯網中發揮重要的作用。

ADAS系統前途光明

深圳中科龍智汽車有限公司總經理　張偉偉

張偉偉介紹，2020年將開啟無人駕駛黃金十年，并預測了ADAS的發展趨勢：2019年前用于安全預警類，主要

是單目攝像頭的應用，用于駕駛員行為監測、前向碰撞預警、道路偏離預警、駕駛員身份監測、行人碰撞預警等；2018～2020年，用于輔助干預類，主要是雷達+攝像頭的應用，用于自適應巡航、自動緊急剎車、交通擁堵輔助、道路保持輔助、自動泊車等；2020～2025年用于特定環境的自動駕駛，主要是傳感器+V2X應用，用于道路規劃、控制策略、車輛控制等。劉偉偉以NIO ES8為例，介紹了ADAS的應用。

智能時代，機器人不可或缺

深圳市大族機器人有限公司CEO　張國平

進入智能時代，機器人越來越普遍，所以很多公司都在為自己熟悉的領域設計機器人。張國平介紹了大族機器人公司的Elfin人機協作機器人、AGV移動機器人和STAR，并向在座的工程師介紹了機器人設計中用到的驅控一體化關節模塊的關鍵技術，包括大中空力矩電機設計、伺服驅動器設計、絕對式編碼器技術、高速總線技術、電磁抱閘技術、傳感器技術、HD減速機裝配技術等，并表示公司已經實現了里面的核心部件國產化。目前，大族公司的產品主要應用于工業、醫療、半導體、服務等行業。