機器人技術

嵌入式系統產業的真諦在於找到平衡：邊緣相較於雲端；軟體相較於晶片；高效能相較於速度；耗電量相較於效率。別忘了還有成本！目前有許多選項可用於全面強化各行各業不同的應用方案，尤其是邊緣和 AI 技術日益普及，選項更是琳瑯滿目。

我們就嵌入式系統請教了 Avnet 與 Tria Technologies（前身為 Avnet Embedded）全球行銷總監 Alex Wood。他談及仰賴嵌入式系統的各行各業、AI 對整個產業的重要性，以及在處理器功率與成果之間尋求恰到好處的平衡（影片 1）。儘管公司有能力擁有最新且最快的處理器，但是有其必要性嗎？雖然公司部署了最新的處理器，打造出新穎的技術或應用程式，但客戶買單嗎？

目前嵌入式系統領域的技術有哪些趨勢？

我認為我們正處於產業的轉折點。AI 問世以來，雲端成了儲存重鎮，但主張以邊緣為儲存位置的人紛紛反對。雲端與邊緣各有各的難題和潛在的阻礙。客戶跟我們說：「我們想採用這項技術，但對於採用方式不太有把握。」

推對邊緣人工智慧的難題有哪些？

我認為電力是關鍵所在，左右了 AI 的成敗。AI 消耗大量資料，而且對於電力需求極大。如今相形之下，比特幣顯得節能多了。很多企業對於這類應用案例在邊緣消耗多少電源渾然不知。他們將需求外包給了資料中心，因此未親眼見證這些難題。

因此我認為，降低執行這些應用案例的功率需求將是一大難題。功率需求將決定 AI 是否能持續成為當紅炸子雞，同時也取決於 AI 的定義及其運作方式。這類應用案例取用及吸收大型資料模型並即時處理，需要更節能且散熱效率更高的處理方式。

您的客戶目前正在開發什麼樣的應用案例？

我們目前與客戶合力推動很多不同的工作。例如新的農業應用案例，像是將永久危險化學物質灑在土壤，或者單純提高農業效率這類工作，都能使用人工智慧代勞。

您可以訓練 AI 機器人辨識田野間的雜草，以及分辨雜草和害蟲以及作物與非有害動物。否則，人類必須親自下田野拍攝不同植物的相片，然後指導在田野工作的人。您可以打造 AI 應用程式代替您檢查作物。

您希望能夠將邊緣機器人的程式設計為能夠執行邊緣型 AI 辨識，但您未必希望將所有相關內容都儲存於資料中心。在那種情況下，您也未必有可靠的行動網路數據連線。視覺技術就處理需求而言進展神速，即時視覺 AI 能儘快辨識眼前的東西，然後迅速就辨識結果採取行動，過程中無需將訊號傳回資料中心處理。

另一方面，自動割草機這類工具則可讓居家人士規劃草坪周圍的最佳路徑。即時視覺技術是符合未來需求的利他解決方案，自動割草機則是偏實用的真實生活解決方案。然而，真實世界的實際難題，才能真正彰顯出這項技術的實力。

就高效能處理器而言，使用者應該考慮哪些面向？

我們有很多客戶為不同市場打造了不同層級的產品。大規模農業的客戶，例如田野面積廣大的美國，他們希望能速戰速決，因此會準備能覆蓋廣大農地的頂級解決方案。此外，他們也有能力和資金可投資這類方案。市面上還有速度稍慢、價格稍便宜的中階應用方案，以及更低階的選項。

在我看來，實際應用方案是產業進步的推手。我腦中總是浮現這個在網路廣傳的畫面：田野外圍環繞著一條人工小徑。然後還有條眾人足跡踩踏出來的小徑斜切穿過田野。這個畫面體現了設計與使用者體驗之間的差異。

近期的 AI/物聯網領域便是最佳寫照，一方面，大家興致勃勃地探討各種可能性，但是到頭來，設計成功與否取決於使用者是否覺得設計實用。我最近將老舊的冰箱升級為半物聯網的機型，冰箱會告訴我冰箱門沒關，或是溫度過高或過低。我不需要冰箱配備提供天氣相關資訊的螢幕，因為我的廚房另外有一台顯示器提供天氣資訊，我也不需要冰箱內建攝影機。但我很需要冰箱提醒我門沒關。這類真實世界應用案例已經廣泛流行。

處理器-RAM 組合有多重要？

這個組合與我之前提到的電源效率息息相關。如果我要打造遊戲電腦，我希望幀率越高越好，才能以更快的速度彩現影片。但是上回我升級顯示卡時，必須搭載比先前那個 PSU 大一倍的供應器。我為了跑合適的電腦裝備，供應了一千瓦的電力，過去則是 300 瓦就足足有餘了。儘管不乏創新技術、眾人歡欣鼓舞，還有無限的可能性，但實際上，新技術必須消耗大量電力才能締造心目中的效能。有捨才有得。

以電動車為例：車子加裝大量配備之後越來越重，以致於續航哩程隨之下降。如果想要續航哩程長的車款，就必須提升空氣動力，意味著，為了減輕重量，必須拿掉電動椅這類裝備。因此必須找出這類應用案例恰到好處的狀態，也就是所謂的甜蜜點。

客戶多半不講究是否配備更強大的處理器或最強大的處理器，而是追求在耗電量、使用壽命以及特定應用案例功能之間取得平衡。當然，其他客戶的確會考慮行銷因素：雖然可能不需要，但是卻想購買最頂級系列的旗艦處理器。不過，他們偶爾可能因為應用案例，確實有這方面的需求。我寧可與客戶詳談，跟對方說：「請告訴我您到底想打造什麼。」我不會跟客戶說：「您需要最頂級的產品。您必須立即選購 i9。」

Avnet/Tria Technologies 如何滿足使用者的各種需求？

我認為我們的產品範圍恰到好處，涵蓋小巧的低功耗運算應用方案，以及搭載伺服器級 Intel 處理器的 COM-HPC。這些產品是專為邊緣型影像處理和 AI 應用方案設計，但體積也更大。因此，您必須在尺寸、耗電量與功能之間取得平衡。

COM-HPC 模組跟主機板尺寸一樣，是體積偏大的模組，因此必須放進專用機箱。這種模組無法直接嵌入產品，除非是大型產品。大眾運輸是我們目前致力研究的重要產品。針對這類應用，必須有現場伺服器，才能從火車或火車站的大量感應器擷取資料、分析所有資料，以及即時回應所有資料。此外，資料網路的可靠性有時靠不住。

您可以聊聊 Avent/Tria 與 Intel 的合作關係嗎。

協作機器人是我們與客戶之一 Intel 合作的其中一個例子：在協作機器人環境建置即時影像感應器，讓機器人跟人類在同一個空間安全作業。如果人類進入機器人的空間，機械手臂就會停止移動；如果人類拿起物品，機器人就會知道那個物品的所在位置，然後可以再從人類手上將物品拿走。

我們今年在紐倫堡的 Embedded World 展示了一項初期範例。影像處理的建置基礎結合 Intel 技術的 SMARC 模組，以及 Intel 技術的 COM-HPC 模組。這兩個模組互相通訊，分析攝影機傳出的訊號，然後也與機器人即時通訊。

我們為客戶採用哪種處理器，取決於安裝處理器的模組大小和形狀。我們在伺服器端通常提供 Intel Atom^®，以及 Intel^® Core^™ 系列與 Intel^® Xeon^® 系列。親眼目睹產品團隊工作將元件整合至這麼小的產品，過程實在令人讚嘆。我在主機板和主機板製程有多年經驗，在我看來，在如此小巧的體積實現這種運算應用案例，並且兼顧散熱管理，宛如鬼斧神工。

在預計要使用產品的環境開發應用案例雖然是一大挑戰，但卻也樂趣十足。我們能夠在用於邊緣的小巧產品中，部署 Intel 處理器及其功能，以及我們研發中的全新 AI 型流程，是頗為令人興奮的體驗。

最新的 AI 技術如何協助推進嵌入式系統產業？

我最近參加了一場 Intel AI 活動，其中側重於 AI 如何加速邊緣應用的應用程式非常吸引人。舉例來說，有自動辨識顧客手中產品的超市結帳應用程式，以及超市隊伍管理自動化。

在活動中，Dell 上台展示了即將上市的筆記型電腦，因為內建 AI 應用程式，所以屬於 AI 裝置而非運算裝置，是真正側重於協作式 AI 應用環境的筆記型電腦。Intel 展示的影片中，該案例研究以影像處理平台為基礎，在非洲尋覓有奧運潛力的運動員。這個案例實在很棒，激發了我的想像力。

我認為 AI 和邊緣運算目前都處於轉折點，能夠將 AI 應用程式從雲端移至裝置。此時此刻能投身於將 AI 整合至小外型規格運算的研究，實在是令人興奮又期待。

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若要進一步瞭解最新的邊緣 AI 創新技術，請見證 Intel 全球合作夥伴在各自產業的表現，並且收聽我們的網路廣播節目《揭開宣傳炒作的面紗：真實世界邊緣 AI 應用案例》。若要掌握 Tria Technologies 最新的創新技術，請追蹤他們的 LinkedIn 帳號。

本文由 Erin Noble 編審。