| 德州儀器信息長(zhǎng)Ahmad Bahai：智慧機(jī)器的再崛起帶動(dòng)世界改變 |
| 日期：2017/8/15 18:20:24 作者： |
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您試過(guò)用智能型手機(jī)“召喚”汽車(chē)自動(dòng)駛出停車(chē)位嗎? 您知道現(xiàn)在很多精細(xì)的外科手術(shù)都是由機(jī)器人的手臂操作完成的嗎? 您聽(tīng)說(shuō)過(guò)無(wú)人機(jī)能自動(dòng)追蹤 GPS 飛行路線(xiàn)，并且安全著陸、毫發(fā)無(wú)傷嗎?現(xiàn)在，機(jī)器人甚至已經(jīng)成為吸塵器、教育或通訊電子產(chǎn)品的一部分了!
事實(shí)上，半導(dǎo)體技術(shù)的快速發(fā)展已經(jīng)引發(fā)了自主機(jī)器和人工智能的復(fù)興。目前，已有越來(lái)越多的機(jī)器，能夠執(zhí)行那些以往只有人類(lèi)才能完成的任務(wù)，而這種轉(zhuǎn)變?yōu)檎麄�(gè)世界帶來(lái)許多令人期待的影響。
智慧機(jī)器的重新崛起，尤其是無(wú)人機(jī)、機(jī)器人和半自動(dòng)駕駛汽車(chē)，已經(jīng)從新穎的技術(shù)進(jìn)化成無(wú)數(shù)的商業(yè)和工業(yè)應(yīng)用。這些機(jī)器所包含的電子零件數(shù)量增長(zhǎng)迅速，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)了很多全新的功能，例如高精密度控制和環(huán)境感知，即在沒(méi)有物理性接近或?qū)ｉT(mén)要求此類(lèi)訊息的情況下，對(duì)于一個(gè)人周?chē)h(huán)境的綜合識(shí)別。前幾代的工業(yè)機(jī)器人或群聚車(chē)輛幾乎都是以預(yù)定程序執(zhí)行高精密度的重復(fù)作業(yè)。而現(xiàn)代的自主機(jī)器具有非常鮮明的特點(diǎn)，包括和與人類(lèi)之間的互動(dòng)、處理突發(fā)事件的能力以及快速學(xué)習(xí)的能力等，這些都需要有更強(qiáng)的環(huán)境感知、更高的智慧和更強(qiáng)的控制力在背后支持。
專(zhuān)門(mén)針對(duì)人工智能的兩個(gè)應(yīng)用包括監(jiān)測(cè)與控制。監(jiān)測(cè)應(yīng)用通常負(fù)責(zé)處理網(wǎng)絡(luò)或大量傳感器所產(chǎn)生的大數(shù)據(jù)。面對(duì)巨大且持續(xù)增長(zhǎng)的數(shù)據(jù)量，我們需要透過(guò)具有極高處理能力的服務(wù)器和處理器，才能執(zhí)行數(shù)據(jù)探勘和模式識(shí)別。例如安全、醫(yī)療診斷和市場(chǎng)營(yíng)銷(xiāo)等數(shù)不盡的大量應(yīng)用都依賴(lài)數(shù)據(jù)分析和深度學(xué)習(xí)技術(shù)。另一方面，控制應(yīng)用要求對(duì)傳感器數(shù)據(jù)實(shí)際分析，以及對(duì)致動(dòng)器和馬達(dá)進(jìn)行自動(dòng)控制。自動(dòng)駕駛車(chē)、無(wú)人機(jī)和新一代機(jī)器人都被歸為這一范疇。
德州儀器（TI）信息長(zhǎng)Ahmad Bahai表示，以下三項(xiàng)技術(shù)的結(jié)合，促成了此次智慧機(jī)器的重新崛起：
感測(cè)技術(shù)
由于半導(dǎo)體技術(shù)與微機(jī)電系統(tǒng)（MEMS）技術(shù)的進(jìn)步，大范圍環(huán)境感知和視覺(jué)傳感器已經(jīng)普遍地部署于自動(dòng)系統(tǒng)內(nèi)。雖然如照相機(jī)、雷達(dá)和LIDAR等視覺(jué)傳感器在很多自動(dòng)系統(tǒng)中扮演十分關(guān)鍵的角色，但其他那些需要較低處理能力的環(huán)境感測(cè)卻更加常見(jiàn)。高精密度力矩、溫度和磁性傳感器融合可以提供豐富的觸覺(jué)、距離和周?chē)h(huán)境訊息；這使得機(jī)器人能夠和人類(lèi)互動(dòng)并安全有效地處理突發(fā)狀況。這與人類(lèi)和動(dòng)物體內(nèi)的很多生物系統(tǒng)類(lèi)似，他們可以對(duì)硬度、熱度和磁場(chǎng)強(qiáng)度做出反應(yīng)，并且具有很多其他非視覺(jué)的感測(cè)能力。
基于這些感測(cè)技術(shù)，視覺(jué)分析自然而然成為了主流技術(shù)，這是因?yàn)樗惴ê吞幚砥髡谧兊迷絹?lái)越強(qiáng)大，而價(jià)格也越來(lái)越親民。機(jī)器視覺(jué)長(zhǎng)期應(yīng)用于工業(yè)和消費(fèi)類(lèi)應(yīng)用中（比如游戲機(jī)），但是自動(dòng)系統(tǒng)的任務(wù)關(guān)鍵需要更高效能以及更可靠的機(jī)器視覺(jué)。正因如此，我們現(xiàn)在才能看到汽車(chē)、機(jī)器人和無(wú)人機(jī)內(nèi)應(yīng)用的大量高分辨率照相機(jī)。這些自動(dòng)系統(tǒng)正在充分利用視覺(jué)算法和立體照相技術(shù)進(jìn)步的優(yōu)勢(shì)，而這些照相機(jī)內(nèi)則擁有深度探測(cè)和融合的先進(jìn)處理器。
具有250米延展范圍，精密度達(dá)到幾微米（通常這兩項(xiàng)技術(shù)規(guī)格不能同時(shí)實(shí)現(xiàn)）的互補(bǔ)式金屬氧化物半導(dǎo)體（CMOS）雷達(dá)在光覺(jué)視覺(jué)不可用或無(wú)法實(shí)現(xiàn)時(shí)（比如在大雨、下雪或霧中駕駛時(shí)），能夠和照像機(jī)功能進(jìn)行有效的互補(bǔ)。LIDAR 能夠透過(guò)高聚焦激光束來(lái)實(shí)際提供機(jī)器周?chē)釉敱M的地圖。
處理能力
強(qiáng)大處理能力的出現(xiàn)，連同先進(jìn)的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)算法已經(jīng)為機(jī)器視覺(jué)的高效能和高可靠性、模式識(shí)別和機(jī)器學(xué)習(xí)能力做出巨大貢獻(xiàn)。大量的繪圖處理器（GPU）、仿生處理器、以及多核超長(zhǎng)指令字符數(shù)字信號(hào)處理器（VLIW DSP）的豐富產(chǎn)品組合已能夠?qū)崿F(xiàn)廣泛的視覺(jué)子系統(tǒng)。具有大量輔助加速器，針對(duì)深度學(xué)習(xí)和圖像處理的浮點(diǎn)運(yùn)算（Teraflops）超級(jí)GPU是先進(jìn)駕駛輔助系統(tǒng)（ADAS）的關(guān)鍵。然而，很多自動(dòng)系統(tǒng)是由電池供電，他們的處理能量范圍有限，并且要求高效能處理。高效能多核DSP，比如TI C7X，可以提供比GPU功耗更低、更少物料清單（BOM），并且具有更高的延展性。
馬達(dá)和致動(dòng)器控制
馬達(dá)已經(jīng)取代了自動(dòng)機(jī)器內(nèi)的很多液壓和機(jī)械系統(tǒng)。馬達(dá)和智能馬達(dá)驅(qū)動(dòng)器的效率提升已經(jīng)幫助機(jī)器人和無(wú)人機(jī)實(shí)現(xiàn)了高密精度的運(yùn)動(dòng)。雖然電動(dòng)汽車(chē)?yán)昧烁袘?yīng)交流馬達(dá)和驅(qū)動(dòng)器更高效率的優(yōu)勢(shì)，但很多輕型機(jī)器人和無(wú)人機(jī)仍然使用無(wú)刷直流馬達(dá)來(lái)實(shí)現(xiàn)他們所需要的高效率與零維護(hù)。TI具有廣泛的閘極驅(qū)動(dòng)器產(chǎn)品組合，例如DRV8X產(chǎn)品系列，能提供智能閘極驅(qū)動(dòng)功能和高集成度，以實(shí)現(xiàn)效能優(yōu)化和緊湊的電路板設(shè)計(jì)。具有整合傳感器、故障診斷和智慧電源管理的馬達(dá)對(duì)于自動(dòng)系統(tǒng)中的高精密度和高力矩應(yīng)用至關(guān)重要。
盡管有來(lái)自技術(shù)和其他方面的挑戰(zhàn)，智慧機(jī)器正在我們的日常生活中扮演越來(lái)越重要的角色。他們正從新事物到日常使用的轉(zhuǎn)型慢慢凸顯出來(lái)，而電子產(chǎn)品和創(chuàng)新應(yīng)用的快速進(jìn)步，也可看出智能系統(tǒng)將不斷地崛起。新一代自動(dòng)機(jī)器將為我們提供有效的解決方案。讓我們一起迎接它的到來(lái)吧!
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