如您所見(jiàn)，AI已不再只是科幻電影的經(jīng)典主題，它正在以驚人的速度被應(yīng)用到我們?nèi)粘Ｉ钪械姆椒矫婷妫膫€(gè)人關(guān)系到工作項(xiàng)目上，逐漸改變著我們的想法或行為。

其中，一個(gè)最為典型的領(lǐng)域當(dāng)屬NextGEN Edge AI（下一代邊緣人工智能）應(yīng)用。它能夠通過(guò)諸如：排名、分類(lèi)、以及設(shè)計(jì)等多種應(yīng)用模式，提供身臨其境、直觀(guān)且有趣的使用體驗(yàn)，而且能夠節(jié)省時(shí)間和資金。

什么是NextGEN Edge AI?

NextGEN Edge AI也稱(chēng)為邊緣智能（Edge Intelligence）或下一代人工智能（next-gen AI）。它能夠綜合運(yùn)用邊緣計(jì)算和人工智能，來(lái)跟蹤和執(zhí)行機(jī)器學(xué)習(xí)。

Edge AI的工作流往往使用來(lái)自集中化的數(shù)據(jù)中心（如云或設(shè)備）上的數(shù)據(jù)、以及來(lái)自邊緣資源的數(shù)據(jù)。其中，云端AI更為常見(jiàn)，它完全依靠云端算力，來(lái)實(shí)現(xiàn)開(kāi)發(fā)和執(zhí)行。而Edge AI則包括遠(yuǎn)程設(shè)備、物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備、以及專(zhuān)用的邊緣服務(wù)器等組件。據(jù)此，Edge AI方便了數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)和計(jì)算，也讓用戶(hù)更容易訪(fǎng)問(wèn)。

由于Edge AI會(huì)將AI算法與本地設(shè)備上的邊緣計(jì)算能力相結(jié)合，因此，它可以在不需要保持連接和集成的情況下，處理和分析數(shù)據(jù)，進(jìn)而允許用戶(hù)訪(fǎng)問(wèn)不同來(lái)源的數(shù)據(jù)?？梢?jiàn)，Edge AI通過(guò)整合邊緣計(jì)算和AI過(guò)程，減少了系統(tǒng)的停機(jī)時(shí)間或延遲。

此外，NextGEN Edge AI已成功將AI過(guò)程集成為一個(gè)基本組件，在無(wú)需與物理位置進(jìn)行交互的前提下，省時(shí)省力地支持了用戶(hù)需求，并便捷地構(gòu)建了用戶(hù)數(shù)據(jù)。

Edge AI如何工作？

說(shuō)到AI，我們自然會(huì)想到讓機(jī)器模擬人類(lèi)在視覺(jué)、說(shuō)話(huà)、行走、檢測(cè)物體、駕駛汽車(chē)、以及理解語(yǔ)言等方面的智能化技能。為此，AI需要使用一套名為深度神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)（Deep Neural Network，DNN）的系統(tǒng)。當(dāng)它們?cè)诮邮芨黜?xiàng)訓(xùn)練任務(wù)時(shí)，這些DNN會(huì)產(chǎn)生許多特定類(lèi)型的問(wèn)題、以及與之相應(yīng)的正確答案示例。

由于深度學(xué)習(xí)是一個(gè)需要在數(shù)據(jù)中心或云端運(yùn)行的訓(xùn)練過(guò)程，因此為了訓(xùn)練出準(zhǔn)確的模型，數(shù)據(jù)科學(xué)家往往需要通過(guò)大量的數(shù)據(jù)與通力合作，才可能配置出適當(dāng)?shù)哪Ｐ?。而在?jīng)過(guò)了訓(xùn)練之后，模型就可以通過(guò)“推理引擎”去回答現(xiàn)實(shí)世界中的問(wèn)題了。

通常，在部署Edge AI時(shí)，推理引擎會(huì)運(yùn)行在諸如：工廠(chǎng)、醫(yī)院、汽車(chē)、衛(wèi)星或家庭的遠(yuǎn)程計(jì)算機(jī)與設(shè)備上。而在部署了Edge AI模型之后，它們就會(huì)繼續(xù)獲得相關(guān)信息。因此，那些繁瑣的數(shù)據(jù)集通常被邊緣設(shè)備采集并發(fā)送到云端，以進(jìn)行更多的訓(xùn)練。而一旦AI遇到問(wèn)題，則會(huì)替換邊緣的推理引擎。該反饋回路大幅提高了它們的性能。

Edge AI的基本組件

以下兩個(gè)智能組件通常是Edge AI領(lǐng)域的研究重點(diǎn)：

邊緣計(jì)算

根據(jù)定義，由于邊緣計(jì)算是在收集數(shù)據(jù)的節(jié)點(diǎn)處，進(jìn)行本地計(jì)算和存儲(chǔ)數(shù)據(jù)的過(guò)程。因此它往往涉及到分布在網(wǎng)絡(luò)邊緣處，用于收集、分析和處理數(shù)據(jù)的多個(gè)進(jìn)程。

AI

AI能夠?qū)⒃鰪?qiáng)的分析能力與自動(dòng)化相結(jié)合，讓機(jī)器能夠模仿人類(lèi)的認(rèn)知水平，去理解語(yǔ)言和解決問(wèn)題，甚至能夠創(chuàng)造出更職能的邊緣設(shè)備。

Edge AI跨不同行業(yè)的應(yīng)用

近年來(lái)，Edge AI應(yīng)用的使用已為各個(gè)行業(yè)帶來(lái)了新的商機(jī)和創(chuàng)新。包括制造業(yè)、醫(yī)療保健和能源在內(nèi)的許多行業(yè)，都正在使用Edge AI應(yīng)用的核心功能。下面，讓我們來(lái)討論兩個(gè)典型的行業(yè)應(yīng)用：

智能能源：智能預(yù)測(cè)

能源行業(yè)往往具有高需求和不穩(wěn)定的特點(diǎn)。它不但會(huì)對(duì)其他行業(yè)造成直接或間接的影響，而且由其造成的潛在供應(yīng)威脅也會(huì)擾動(dòng)整個(gè)人類(lèi)的健康和福利。

而Edge AI可以根據(jù)歷史數(shù)據(jù)、天氣特征等信息生成復(fù)雜的模型，通過(guò)智能化的預(yù)測(cè)，來(lái)協(xié)調(diào)能源的生成、分配、管理和監(jiān)測(cè)。

醫(yī)療保健領(lǐng)域的Edge AI：支持AI的解決方案

現(xiàn)代化醫(yī)療機(jī)構(gòu)和醫(yī)學(xué)專(zhuān)業(yè)人員可以通過(guò)使用Edge AI提高患者預(yù)期壽命和生活水平，實(shí)現(xiàn)這一醫(yī)療保健行業(yè)的終極目標(biāo)。同時(shí)，通過(guò)使用具有AI加持的邊緣設(shè)備，醫(yī)療專(zhuān)業(yè)人員還可以執(zhí)行遠(yuǎn)程手術(shù)，以及監(jiān)控患者的日常生理活動(dòng)。

Edge AI的優(yōu)勢(shì)

與我們常見(jiàn)的基于云端的AI相比，Edge AI具有如下優(yōu)勢(shì)：

更高的速度/更低的延遲

由于各項(xiàng)訓(xùn)練和計(jì)算是在本地執(zhí)行，因此無(wú)需耗費(fèi)過(guò)多的、與云端通信的響應(yīng)等待。

更低的帶寬要求和成本

通過(guò)Edge AI，語(yǔ)音、視頻和高保真?zhèn)鞲衅鲾?shù)據(jù)，都可以通過(guò)蜂窩網(wǎng)絡(luò)，以更少的帶寬和相關(guān)成本被發(fā)送。

增強(qiáng)的數(shù)據(jù)安全

本地化處理方式降低了敏感數(shù)據(jù)在傳輸過(guò)程中被攔截或存儲(chǔ)在云端的風(fēng)險(xiǎn)。

改進(jìn)的可靠性/自主技術(shù)

即使網(wǎng)絡(luò)或云服務(wù)出現(xiàn)故障，AI也能夠在本地運(yùn)行。這在自動(dòng)駕駛和工業(yè)機(jī)器人等應(yīng)用場(chǎng)景中優(yōu)勢(shì)明顯。

功率降低

多數(shù)情況下，在設(shè)備上執(zhí)行AI任務(wù)的能耗，可能會(huì)低于將數(shù)據(jù)發(fā)送到云端的能耗，當(dāng)然也就延長(zhǎng)了電池的壽命。

邊緣技術(shù)的未來(lái)

如今，幾乎所有Edge AI應(yīng)用都可以在智能手機(jī)、可穿戴設(shè)備、以及智能家電等消費(fèi)類(lèi)設(shè)備上運(yùn)行。Edge AI已成為一個(gè)正在經(jīng)歷快速增長(zhǎng)的新興領(lǐng)域。根據(jù)LF Edge預(yù)測(cè)：到2028年，邊緣設(shè)備的復(fù)合增長(zhǎng)率將達(dá)到40%。同時(shí)，隨著無(wú)現(xiàn)金結(jié)賬、智能化醫(yī)院、城市、以及供應(yīng)鏈的擴(kuò)展，處于企業(yè)邊緣處的AI預(yù)計(jì)也會(huì)在未來(lái)幾年間增速加快。

如今，大多數(shù)Edge AI算法都可以直接對(duì)通過(guò)設(shè)備查看到的數(shù)據(jù)進(jìn)行局部推理。通過(guò)使用設(shè)備附近傳感器集合的數(shù)據(jù)，未來(lái)我們將可以開(kāi)發(fā)出更復(fù)雜的推斷工具，并不斷改進(jìn)相應(yīng)的Edge AI編排。

此外，與之相關(guān)的聯(lián)合深度學(xué)習(xí)也是一項(xiàng)富有前景的技術(shù)。它既可以通過(guò)將原始數(shù)據(jù)的對(duì)應(yīng)子集上傳到云端，來(lái)改進(jìn)訓(xùn)練的過(guò)程，又能夠在邊緣設(shè)備的本地更新AI訓(xùn)練。注意，這并非是通過(guò)手動(dòng)去更新模型，而是將更新上傳到云端，提高Edge AI的隱私和安全性。

小結(jié)

綜上所述，作為將邊緣計(jì)算和AI結(jié)合的下一代Edge AI應(yīng)用，無(wú)疑是物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備獲取高質(zhì)量、可操作傳感器數(shù)據(jù)，并節(jié)省時(shí)間和能源的一種有力的方式。通過(guò)持續(xù)改進(jìn)，它在提高了設(shè)備效率和改善網(wǎng)絡(luò)帶寬的同時(shí)，也改善了數(shù)據(jù)隱私與安全性的態(tài)勢(shì)。因此，下一代Edge AI可以被廣泛地應(yīng)用到多元化的行業(yè)中。

譯者介紹

陳峻（Julian Chen），51CTO社區(qū)編輯，具有十多年的IT項(xiàng)目實(shí)施經(jīng)驗(yàn)，善于對(duì)內(nèi)外部資源與風(fēng)險(xiǎn)實(shí)施管控，專(zhuān)注傳播網(wǎng)絡(luò)與信息安全知識(shí)與經(jīng)驗(yàn)。

原文標(biāo)題：The Next-Generation AI Application: What Is It and How Does It Work?，作者：Bharat P

鏈接：https://dzone.com/articles/the-next-generation-ai-application-what-is-it-and。