在現實世界中建構人工智慧視覺系統
一份 2019 年的 IDC 問卷顯示 25% 已部署人工智慧科技的組織,有一半會失敗。雖然有好幾項因素,但最常見的成因是沒有能力收集、整合和管理用來訓練人工智慧模型的資料。
更具體地説,是沒有能力以準確反映現實世界情況的資料為基礎,來開發並維護模型。
「在實驗室中所使用的資料集都是固定的,但這無法反映現實部署的複雜情況,」Deepomatic 共同創辦人和技術長 Vincent Delaitre 解釋道。「實驗室資料集與現實世界的變化相比,可謂微不足道。」
Delaitre 以與 Compass Group 的夥伴關係為例,該集團為世界數一數二的餐飲公司,服務客戶不乏許多大型企業。為了加快午餐付款流程(過去的手動銷售點系統需耗費超過五分鐘),Compass Group 找到一種利用人工智慧物件辨識的自動化結帳系統,在毫秒之間辨認並向顧客收款。
當然了,系統內執行的神經網路必須能夠識別 15,000 多件商品,而這些商品的包裝方式不同、擺放的餐具也各異,且掃描時的燈光也不同。更麻煩的是,商品經常會因季節供應、菜單變動以及其他原因而替換。
遺憾的是,用於開發並測試實驗室人工智慧系統的固定資料集,無法掌握大部分的變因。事實上,其中大部分情況可能都不適合在實驗室中測試,亦或開發者在現實世界部署時,可能經歷無數案例,根本就無暇顧及單一特例。
倘若無法持續適應不同的資料,如 Compass Group 所期盼的自動化結帳系統只會製造高錯誤率,甚至不見得比傳統方式更有效率。
「A」指的是人工智慧 (AI)。也代表著靈敏 (Agile)。
阻礙人工智慧系統適應陌生狀況的大一主因是傳統程式開發。人工智慧系統需要具有高度彈性和靈敏性的方法,讓工程師得以快速辨識意外情況並適當調整訓練資料集。
矛盾的是,遇到這麼多的例外意味着必須實地部署系統,以記錄意料之外的資料,在未來用於更全面、聰明的型號。
為了讓 Compass Group 開啟這項以資料為中心的意見回饋循環,Deepomatic 以 Deepomatic Studio 和 Deepomatic Run 解決方案為基礎,協助部署了一項邊緣人工智慧系統。
Deepomatic Studio 是一個混合式人工智慧部署和資料管理平台,允許非技術人員在自動化可擴充的基礎架構上,訓練、測試並視覺化專有演算法效能(圖 1)。這些演算法通常都會使用 Deepomatic Run 在現實世界生產環境中部署。Deepomatic Run 是一個以 Docker 為基礎的邊緣環境,使用區域 API 在邊緣裝置以程式設計執行推理演算法。
以 Compass Group 的自動化結帳系統為例,Deepomatic 工具生態系統內開發的演算法部署到 UP Xtreme 板(AAEON Technology, Inc. 出產)。UP Xtreme 是符合成本效益的單板電腦,搭載了第 8 代 Intel® Core™ 以及 Intel® Celeron® 處理器,最多支援六個有 Intel® Movidius™ 視覺處理器的模組,以處理複雜的邊緣推理任務,如以電腦視覺為基礎的物件辨識、偵測等等(圖 2)。
然而,在 Deepomatic 環境中開發的演算法,本身並沒有為 UP Xtreme 目標進行最佳化,因此可能導致執行時間過長、精確度降低、電源消耗增加,以及其他對如 Compass Group 等終端使用者的負面影響。為了避免掉入泥沼,Deepomatic 平台利用 Intel® OpenVINO™ 工具組,該跨平台命令列工具能導入各種開發架構的模型,並能在 Intel® 硬體上發揮最佳效能(圖 3)。
OpenVINO 工具組為 Deepomatic 軟體開發套件 (SDK) 的一部份。結合後,此解決方案堆疊能改善雙向資料流,並滿足持續改進邊緣人工智慧系統的需求。
「SDK 將自動連線、把應用程式下載到您的邊緣裝置,並進行推理和處理所有資訊,」Delaitre 說道。「它會將資料回傳至 Deepomatic Studio 平台,您因此可以迭代並訓練新的系統版本,並循環持續改進。」
持續改善電腦視覺系統
採用此方法及基礎架構,Compass Group 因此能夠訓練超過一百萬個圖片的資料集,以辨識超過一萬種個別商品。這些演算法已部署至數個 Compass Group 分部的自動化結帳系統,每名顧客的等待時間不用超過 10 秒,而滿意率則高達百分之 92。
雖然有此成就,Delaitre 仍提醒能達到如此的精確度和表現,都須歸功於多年的部署成果。他指出專案一開始在新地點部署智慧結帳系統時,錯誤率比預期高出四倍。而且花了兩年來最佳化整個系統,因此證明了收集資料意見回饋的長期重要性。
幸運的是,AAEON 致力於支援顧客度過這種新形式的即時開發流程,以及整個長期部署生命週期。加上與 Intel® 合作,該公司的新倡議將支援特定人工智慧硬體以及軟體解決方案疊 15 年之久。
更具智慧的系統就需要更有智慧的開發基礎架構,並保證只要系統必須持續適應環境,便會持續提供服務。
如今,在兩者兼具的情況下,您只需要持續匯入資料,便能讓系統持續學習。