通過(guò)Cube.AI軟件功能包，現(xiàn)在可以用STM32微控制器產(chǎn)品來(lái)支持機(jī)器的人工智能/深度學(xué)習(xí)。傳感器也可以更加智能化。在傳感器上運(yùn)用人工智能，一來(lái)可以降低整個(gè)系統(tǒng)的能耗，二來(lái)可以把本身的噪聲、穩(wěn)定性和精度做得更好。

有這么一雙“魔鞋”，它傳感器內(nèi)部運(yùn)行AI算法，能夠梳理用戶行走和跑步生成的數(shù)據(jù)，提供有關(guān)如何提高運(yùn)動(dòng)效率的建議，還能記錄用戶的日常運(yùn)動(dòng)方式和健康狀況，并關(guān)聯(lián)到各種健身和保險(xiǎn)服務(wù)。這就是日本公司No New Folk Studio推出的第一款智能鞋Orphe?Track，背后的功臣就是ST。
日前，在本屆STM32峰會(huì)上，人工智能（AI）成為最亮眼的關(guān)鍵詞。ST把它運(yùn)用到了MCU和傳感器（邊緣計(jì)算）上。
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MCU+軟件功能包即可實(shí)現(xiàn)機(jī)器學(xué)習(xí)？

意法半導(dǎo)體微控制器事業(yè)部全球市場(chǎng)總監(jiān)Daniel Colonna在會(huì)上指出，STM32未來(lái)規(guī)劃有六點(diǎn)宏觀趨勢(shì)：價(jià)格更親民；更安全；更多硬件加速器和更多模擬外設(shè)；更高能效比、更低功耗；更多無(wú)線連接；以及更強(qiáng)計(jì)算性能。
他表示，ST會(huì)不斷地提升單核頻率，并在雙核方面推出更多產(chǎn)品。該公司擁有廣泛的MCU產(chǎn)品線，現(xiàn)在又有了雙核微處理器（MPU），Cortex-A + Linux，而能為更復(fù)雜的應(yīng)用提供更好的解決方案。

拋開(kāi)性能指標(biāo)不談，今天咱們主要看看AI在MCU和傳感器上的應(yīng)用。
Colonna先生指出，STM32推出之初就是想要提升大家的生產(chǎn)率，讓大家的工作更加簡(jiǎn)單。ST非常關(guān)注于人工智能的開(kāi)發(fā)。現(xiàn)在可以用STM32微控制器產(chǎn)品來(lái)支持機(jī)器的人工智能/深度學(xué)習(xí)。“深度學(xué)習(xí)就是實(shí)現(xiàn)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模式的打造，同時(shí)能夠去模擬人的大腦。STM32 Cube.AI可以實(shí)現(xiàn)類神經(jīng)系統(tǒng)的打造。STM32的產(chǎn)品就是通過(guò)這種方式來(lái)幫助實(shí)現(xiàn)支持人工智能的深度學(xué)習(xí)。我們希望能夠盡可能致力于人工智能方面的發(fā)展。”他指出?，F(xiàn)在Cube.AI已經(jīng)可用，使用的是浮點(diǎn)計(jì)算來(lái)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的計(jì)算。

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接下來(lái)看一下未來(lái)人工智能的示例，以及這個(gè)功能軟件包包括什么東西。Colonna指出，Cube.AI軟件包可實(shí)現(xiàn)音頻和動(dòng)作分析、字符識(shí)別以及圖像分類?，F(xiàn)在的字符識(shí)別和動(dòng)作分析等都還非常簡(jiǎn)單，比如人類活動(dòng)的識(shí)別都是根據(jù)于運(yùn)動(dòng)感知所做到的。今后我們會(huì)看到越來(lái)越多的沉浸式、預(yù)警性或者預(yù)防式的新的維護(hù)應(yīng)用。通過(guò)STM32的機(jī)器學(xué)習(xí)，能夠幫助我們實(shí)現(xiàn)電機(jī)的感應(yīng)。在電機(jī)傳感之后，能夠?qū)崿F(xiàn)異常檢測(cè)，同時(shí)可以直接從關(guān)鍵的數(shù)據(jù)當(dāng)中了解到相關(guān)的電壓，以及包括電機(jī)的控制。未來(lái)這個(gè)功能包還能在視覺(jué)方面有所提升，比如性別識(shí)別、面部識(shí)別等技術(shù)。當(dāng)然還有可能實(shí)現(xiàn)語(yǔ)音識(shí)別，比如聲控、關(guān)鍵詞的識(shí)別以及語(yǔ)境識(shí)別，能夠幫助終端產(chǎn)品在深度學(xué)習(xí)當(dāng)中不斷地精進(jìn)和改善。

從安全性角度來(lái)說(shuō)，ST在一直不斷地提升功能的安全性或安全架構(gòu)和安全平臺(tái)。在接下來(lái)的可升級(jí)擴(kuò)展過(guò)程當(dāng)中，也會(huì)帶來(lái)更多的安全性功能，特別從基于基于Cortex的L5產(chǎn)品開(kāi)始，可以實(shí)現(xiàn)強(qiáng)化的IP隔離，而保證產(chǎn)品的安全性。

傳感器+AI，可以實(shí)現(xiàn)降低功耗和提升性能的雙重好處

意法半導(dǎo)體大中華暨南亞區(qū)模擬器件、MEMS和傳感器(AMS)產(chǎn)品部市場(chǎng)及應(yīng)用高級(jí)總監(jiān)吳衛(wèi)東重點(diǎn)探討了該公司傳感器的創(chuàng)新之路。他指出，在IoT系統(tǒng)里，非常關(guān)鍵的一個(gè)部分就是傳感器。例如，AR/VR是近年來(lái)非常熱門的話題，隨著現(xiàn)在5G時(shí)代越來(lái)越近，AR/VR的應(yīng)用和體驗(yàn)會(huì)逐漸實(shí)現(xiàn)。產(chǎn)品里的連接技術(shù)已經(jīng)非常成熟。在處理器方面也非常強(qiáng)勁。傳感器也有著多年歷史，那未來(lái)又將如何創(chuàng)新呢？
傳感器也可以更加智能化。以AR/VR應(yīng)用為例，之所以對(duì)傳感器有著高需求，是因?yàn)檫@個(gè)產(chǎn)品直接連接在頭部。人體是非常重要的傳感器單元，而AV/VR頭盔可以獲取周邊物理現(xiàn)象和信息。在拿到了這些信息的同時(shí)，如果經(jīng)過(guò)智能處理，再傳給主控處理，就會(huì)更簡(jiǎn)單。這就是智能傳感器。

在傳感器上運(yùn)用人工智能，一來(lái)可以降低整個(gè)系統(tǒng)的能耗，二來(lái)可以把本身的噪聲、穩(wěn)定性和精度做得更好。
他介紹說(shuō)，ST有一款新的六軸加速度計(jì)+陀螺儀二合一產(chǎn)品，有客戶已經(jīng)把它運(yùn)用到智能穿戴的產(chǎn)品里。它集合了原來(lái)六軸產(chǎn)品所有的功能，但在上面加了一個(gè)機(jī)器學(xué)習(xí)的核，另外還有防抖的核。機(jī)器學(xué)習(xí)的核可以把一些基本的功能、常用的功能學(xué)習(xí)下來(lái)，固化在傳感器里面。所帶來(lái)的好處是降低系統(tǒng)功耗，并且利用更少的主控MCU的資源。
具體的功能來(lái)講，第一要實(shí)現(xiàn)最基本的傳感器的功能，同時(shí)器件通過(guò)標(biāo)準(zhǔn)的接口，可以把其他傳感器的信號(hào)也一起讀進(jìn)來(lái)，進(jìn)行數(shù)據(jù)融合。第二步要有學(xué)習(xí)的功能，要做濾波的功能，最后形成了觀念，形成了判斷樹(shù)的功能，傳感器的輸出就已經(jīng)不再是原來(lái)的加速度值或者陀螺儀的值，而是一些系統(tǒng)可直接調(diào)用的指令。
接下來(lái)看一個(gè)實(shí)例。傳統(tǒng)穿戴產(chǎn)品在去做運(yùn)動(dòng)的時(shí)候往往要調(diào)用APP，APP會(huì)讀取各種數(shù)據(jù)去做很多的處理。而帶有人工智能的傳感器，則可以直接在器件里去做運(yùn)算。
另外，坐飛機(jī)會(huì)有所謂的飛行模式，然而有些時(shí)候用戶可能忘了關(guān)飛行模式。具備人工智能的傳感器，可以識(shí)別不同狀態(tài)的變化，就直接可以檢測(cè)到有沒(méi)有類似事件的發(fā)生。

然后是音頻和振動(dòng)的融合。TWS真無(wú)線耳機(jī)今年成為市場(chǎng)爆量的產(chǎn)品。那為什么要把這兩個(gè)傳感器放在一起？可以實(shí)現(xiàn)什么新的功能呢？

加速度傳感器實(shí)現(xiàn)語(yǔ)音識(shí)別，同時(shí)麥克風(fēng)還是做收音功能。傳統(tǒng)的耳機(jī)其實(shí)不能判別是否處于嘈雜環(huán)境。但是有了耳骨傳導(dǎo)的加速度以后，不說(shuō)話的時(shí)候，它可以把耳機(jī)切換到一個(gè)模式，可以讓麥克風(fēng)收的音不進(jìn)行信號(hào)的處理，可以屏蔽掉。在風(fēng)噪環(huán)境下面，只有人說(shuō)話的時(shí)候，對(duì)方才會(huì)聽(tīng)到，如果不說(shuō)話的時(shí)候，整個(gè)系統(tǒng)對(duì)于數(shù)字處理器來(lái)講，可以把麥克風(fēng)收的音屏蔽掉。

目前在市場(chǎng)上主流的中高端TWS耳機(jī)都已經(jīng)有這樣的功能。預(yù)計(jì)今年也會(huì)有很多的廠商把這樣的概念放進(jìn)去。


還有一個(gè)是沖擊感覺(jué)，電池是主要的應(yīng)用。電池本身受環(huán)境、溫度的影響，在具體的使用情況下會(huì)有一定的風(fēng)險(xiǎn)，特別是受到撞擊。因此加速度傳感器也可以用于這類安全應(yīng)用。?

除了運(yùn)動(dòng)傳感器，ST也有成像產(chǎn)品和特殊光學(xué)器件，例如ToF除了傳統(tǒng)的手機(jī)應(yīng)用，也可以用于各種智能家居以及工業(yè)類應(yīng)用。成像產(chǎn)品則可以用于汽車中，進(jìn)行汽車安全保護(hù)或者去檢測(cè)駕駛員的行為狀態(tài)……
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最后他指出，ST不是單獨(dú)在做傳感器，而是跟其MCU生態(tài)系統(tǒng)相互融合。ST傳感器所有的開(kāi)發(fā)板，從硬件到軟件到開(kāi)發(fā)工具，到合作伙伴，都是完全融入在STM32的生態(tài)系統(tǒng)里。這樣，將其融入到開(kāi)發(fā)當(dāng)中就非常方便。
ST的傳感器種類非常豐富。作為解決方案的提供商，該公司能夠提供硬件、軟件和方案，并且不斷地對(duì)傳感器做創(chuàng)新。創(chuàng)新方案則是低功耗、高精度和智能的傳感器。
最后，當(dāng)小編問(wèn)及為什么智能傳感器可以降低功耗、提升性能時(shí)，吳總解釋說(shuō)，傳統(tǒng)、普通的傳感器就是把數(shù)據(jù)采集下來(lái)，報(bào)到主控那邊去運(yùn)算和執(zhí)行。這個(gè)過(guò)程考慮到系統(tǒng)的功耗和延時(shí)。邊緣的概念是說(shuō)，產(chǎn)品內(nèi)部的傳感器收到信號(hào)以后，可以自行處理一部分特定的應(yīng)用，例如計(jì)步、檢測(cè)不同的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，或是飛行模式/地面模式等等狀態(tài)，這些都可以找到一定的規(guī)律。
我們只要采集到原始數(shù)據(jù)，用機(jī)器學(xué)習(xí)模型學(xué)習(xí)好，把學(xué)習(xí)出來(lái)判斷的依據(jù)再寫到傳感器里，傳感器就可以有執(zhí)行層面，不需要用到整個(gè)處理器去處理，在機(jī)器內(nèi)部通過(guò)內(nèi)置的固定狀態(tài)機(jī)就可以去判斷。基本原理就是如此，通過(guò)這樣可以考慮到在本體上去運(yùn)作，比在處理器上運(yùn)作的功耗小。
未來(lái)如果很多應(yīng)用需要各方面到極限的話，延時(shí)也是一個(gè)問(wèn)題，因?yàn)椴灰欢ㄊ怯?jì)算能力差，可能是傳輸花時(shí)間。傳1M數(shù)據(jù)和傳1K所花的時(shí)間是不同的，傳1M原始數(shù)據(jù)肯定會(huì)花更多時(shí)間，但其實(shí)只傳1K的結(jié)果就可以了。