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智慧裝置仍不夠智慧化:可感知物聯裝置

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邁威爾科技(Marvell)物聯網產品總監Amy Wong。
邁威爾科技(Marvell)物聯網產品總監Amy Wong。

邁威爾科技有限公司(Marvell)物聯網產品總監Amy Wong女士,引用美國CBS電視劇《生活大爆炸》劇中演員Sheldon某段台詞:「一個人就是難過,我吶喊為何其他人都傻了,這令我感到難過。」來點出為何智慧裝置仍不夠智慧化這議題。有些是技術上,有些則是社會因素。許多常被問到的問題,像要用哪個網路標準?為何無法一起運作?如何組態?為何要裝那麼多Apps才能跟我的智慧家居產品互動?又該如何確保個人資料與網路安全無虞?

IoT強調將實體世界連接到一個App或雲服務,但只聯網還不夠,每個裝置應要能自行學習、思考與了解實/虛世界的差異。有些智慧家電能自我修復/更新韌體,智慧冷暖空調(Smart HVAC)會感測室內溫度做調整,智慧門鈴被按時會自動關掉音樂等,但它們的互動模式僅是「若這樣則那樣」(IF this, then That;IFTTT),也需要寫程式才能做到。我們需要AI人工智慧與感知技術,結合語音辨識、自然語言處理、電腦視覺與機器學習等技術的互動,這種可感知的物聯裝置(Cognitive IoT)才能做實體與虛擬世界的橋樑,強化智慧裝置、自動連接並自動提供服務。

Amy進一步指出,2020年全球將有500億個聯網裝置,所以它們要能自發性的自動互連且服務特定需求,並依用戶的需求自動調整。當然Marvell仍會提供App供用戶去操控IoT,但最好的圖形互動介面(GUI)就是不用,讓IoT裝置能感測用戶存在、所在位置、動作、手勢、聲音與語音命令,以AI或機器學習演算法來處理,而且要參照用戶過去行為與情境來做決定。就像現在Tesla的無人自動駕駛車的技術,已經具備自我學習與改進的特性。更多具備終端智能、雲端深度AI技術的嵌入式裝置,其運算能力正在與日俱增。

60年來運算效能提高一兆倍。例如1960年代阿波羅太空船導航電腦跟1983年任天堂遊戲機是相同運算等級(2MHz/4KB vs 1.8MHz/2KB),1985年Cray-2超級電腦,跟iPhone 4的浮點運算等級相似(1.9GFLOPs/244MHz vs 1.6GFLOPs/800MHz);2015年Apple Watch運算效能還是iPhone 4的兩倍;目前全球排名第一的中國天河二號超級電腦,其效能相當於18,400個SONY Playstation 4。

矽晶片內建可感知IoT功能越來越必要。當更多智能需求從雲端移到終端就近處理(Edge computing),需要增加終端運算效能、支援高頻寬需求的應用程式、整合多媒體與感測器,並降低功耗以維持更久的供電時間。

提供終端智能與可感知物聯能力

終端智能(Edge Intelligence)或背景運算(Ambient Computing),定義上就是遠離雲端而靠近面對消費者的裝置那一端,需具備一定的運算與智能產生能力,能就近處理感測所產生的資料。Marvell從嵌入式裝置這個層面提供解決方案,介紹全系列IAP產品線,提供應用於家庭自動化,工業和穿戴式裝置的先進套件。

IAP220 SoC整合低功耗高運算效能處理器核心,整合感測聚合(Sensor fusion)與多媒體處理的硬體加速電路,針對家庭自動化的IAP平台,能自我啟用功能提供、自動登錄、遠端診斷與預測性維護,分析並改善用戶體驗,並提供居家活動的遠端監控。針對穿戴式裝置的IAP平台,提供多重輸入電源的超低功耗架構,以延長電池供電時間;提供聯網感測聚合功能,像批次感測處理與Wi-Fi/BT內容交換機制。針對工業的IAP平台,整合快速感測中樞(sensor hub)與低功耗感測器運算機制,支援客製化與管理API,且可設定商業自動化規則以改善製程效率。

Amy Wong提到,IAP平台提供完整矽晶片與軟體(silicon and software)解決方案,能快速應用於各種IoT雛型產品,整合IoT雲端服務,連接並拓展更多IoT生態。提供具備開源(OpenSource)、結構緊湊且強大的Kinoma JavaScript引擎與KinomaJS應用框架的系統開發套件(IAP SDK),以圖形化物件導向的JavaScript語言快速產生IoT程式碼,且後端自動連接相關的IBM BlueMix、Amazone Web Service/Alexa、Microsoft Azure等雲端服務平台。以IAP SDK開發的各種IAP220 SoC裝置,都能藉由Kinoma智慧感知平台/互連協議,使每個IoT裝置達到真正相互感知與智慧互連。

Amy Wong最後總結,消費者或產業對智慧家庭、車用電子、工業與穿戴式裝置的IoT應用領域感興趣,但除非我們啟用具備感知能力的聯網裝置,不然難以期望它們呈現爆發性成長。