AIoT物联网人工智能 翻转嵌入式系统创新

2019/04/09 - DIGITIMES企划

近年来，随着科技进步，物联网快速发展，嵌入式技术益趋普及，应用产品不断渗透到人们的日常生活中，从随身携带的手机、平板电脑，到家中的智能电视、智能冰箱、机顶盒，还有工业生产、汽车电子、机器人等，无处不用到嵌入式技术。值得注意的是，嵌入式系统只会愈来愈热门，人工智能(AI)与物联网仍会是嵌入式架构未来几年的主要方向，台湾厂商应抓紧趋势投入创新研发。

谈到嵌入式系统的应用，便利商店的店到店配送服务就是一个最好的例子。当消费者在A店利用POS机，指定店到店配送物品到B店的朋友，从POS机打印出来的单据，就直接在收银机读取条码后，登记进入便利商店物流配送的服务器中；物流公司在A店收货，经由手持装置点交后，由物流车载至配送中心；物流中心的电脑确认物品送至B店的路线，指定运送的物流车，再由物流车送至B店，B店以收银机读取条码点收后，物流服务器会发出一通简讯到消费者及其朋友的手机上，通知朋友到B店领取。这一系列过程都是在嵌入式基础上完成的。

嵌入式系统倾向智能化

嵌入式系统因其体积小、可靠性高、功能强、灵活方便等许多优点，对各行各业的技术改造、产品更新升级、加速自动化进程、提高生产效率等方面带来重要的助益作用。

目前嵌入式产品走向微型化、低功耗、高性能，无人机、智能音箱、机器人、智能家庭、自驾车、机器人等等，全部都是朝着智能方向发展。在通讯、网络、工控、医疗、汽车等领域，嵌入式系统愈来愈重要，势必兴起下一波技术革新浪潮。

人工智能(AI)结合物联网(IoT)的智能物联(AIoT)近年大举袭来，这四个字母成了科技界的当红关键字。人工智能与物联网是近两年嵌入式领域的重要趋势，而业界多认为这两者将会快速整合。在AIoT时代，装置内部的元件功能更细微、智能化，外部的系统整合则必须更多元复杂，如此才能设计出最佳化嵌入式系统，以因应新时代的市场需求。

物联网与嵌入式密不可分

虽然物联网拥有传感器、无线网络、射频识别，但物联网系统的控制操作、数据处理操作，都是通过嵌入式技术去实现。物联网透过嵌入式系统的硬件元件与软件应用程序，来控制各式各样的事物，可能是冰箱、监控摄影机、或者有线机顶盒等家电产品；可能是生产线输送带和制造设备等工业环境设备系统；或者交通号志、智能电表等智能城市。只要是能透过云端启动的任何装置，都可能成为物联网整体应用上的一个重要环节。

研调机构顾能(Gartner)预测2019年全球联网物件数量将达142亿，并在2021年将达到250亿，因此将产生极大量的数据。Gartner副总裁Nick Jones表示：「数据是物联网的动力，而企业从数据当中发掘有意义的信息，将左右企业长期的成就。未来人工智能将被用来处理各式各样的物联网数据，包括影片、静态影像、语音、网络流量以及传感器数据。」

人工智能，聪明运算

除了物联网之外，人工智能也会是未来嵌入式系统的重要发展。人工智能对于我们的日常生活、产业发展预期在未来几十年中，将带来深远的影响。过去嵌入式物联网产业的运作模式是透过嵌入式装置收集数据、并以物联网传输数据，利用云端人工智能分析大数据。未来加入人工智能以后，嵌入式物联网运作模式会转变，装置运算能力提升、运算由云端移至雾端及边缘端，运算架构随之改变，转变为CPU加上GPU，或者是CPU、USB及FPGA组合，由多台嵌入式电脑配合FPGA以节省能源。

说到AIoT，就不能不提到机器人。嵌入式控制器越来越微型化、功能化，微型机器人、特种机器人等也获得更大的发展机会，无论从控制系统的结构还是机器人的智能程度方面都有所改进。

自驾车为嵌入式应用新商机

车联网及先进驾驶辅助系统(ADAS)等主动安全驾驶技术趋于成熟，自驾车成为汽车产业下一个明日之星。继电动车大厂特斯拉(Tesla)及处理器大厂辉达(NVIDIA)合作抢进自驾车市场后，半导体龙头英特尔亦将与德国车厂BMW、以色列自驾系统开发大厂Mobileye结盟投入自驾车研发。

英特尔近年来积极抢进汽车电子嵌入式系统市场，旗下公司Mobileye总裁暨CEOAmnon Shashua在2019年美国消费性电子展(CES)中说明英特尔在自驾车的最新策略，将运用自驾车科技改善当今道路安全。英特尔打造自驾车嵌入式技术及生态系统，持续加快自驾车的技术推进。在上述趋势下，预计将有助于推动全球汽车嵌入式系统市场成长，根据研究机构MarketsAndMarkets预估，全球汽车嵌入式系统市场2017到2022年的年复合成长率(CAGR)预计为6.87%，到了2022年市场规模上看384.7亿美元。

工业4.0是近年来热门的话题，从网络时代到物联网兴起，工业4.0强调自动化与生产线联网功能，它的核心意义是智能制造，透过嵌入式的处理器、储存器、传感器和通讯模块，把设备、产品、材料、软件连在一起，使产品和不同的生产设备互联互通。

尽管嵌入式系统的存在与运用于工业生产环境已久，然而现在与过往最大的不同，在于应用方式愈趋复杂多元化，使得嵌入式系统与其他系统整合的需求增加，而且要求体积更小、成本更低，稳定性又要高。

未来的智能工厂在每个环节中的设备都具备独立自主能力，进入自动化完成生产线操作，设备能互相沟通、实时监控、排除问题，让生产流程更弹性以因应客户多层面的需求，且将更仰赖边缘运算、人工智能和数据分析。

随着近年智能硬件大举出现，让人们逐渐改变了过去对嵌入式系统应用的认识，无人机、自驾车、穿戴式装置、智能家庭、智能城市等相关产业技术产品的创新应用及需求不断涌现，嵌入式系统应用技术只会益趋加深和广泛。

2019嵌入式技术论坛即将于4/17(三)假台北万豪酒店盛大举办，邀集AMD、联发科、TI、研华、宜鼎、Vicor等大厂连袂发表最新技术趋势，内容包含AI云端边缘运算、AIoT、5G、48V电源等相关进展，欢迎报名以保留入场席位：https://www.digitimes.com.tw/seminar/DForum_20190417/。


图说：连上网络的车辆，如同智能手机一般，功能从原本最原始的交通运输，一变而为结合通讯、娱乐与生活的移动总部。


图说：将人工智能技术导入至工具机及机械手臂中，让智能工厂的发展达到新的里程碑。