前谷歌工程師Pete Warden被廣泛視為TinyML概念的開(kāi)創(chuàng)人之一，他最近離開(kāi)了谷歌，成立了一家智能傳感器初創(chuàng)公司Useful Sensors，致力于開(kāi)發(fā)支持人工智能（AI）的傳感器模塊。Useful Sensors希望為消費(fèi)電子和家用電器應(yīng)用的傳感器嵌入AI功能。

TinyML指在超低功耗等資源受限的環(huán)境（通常是微控制器）中運(yùn)行AI或機(jī)器學(xué)習(xí)（ML）。Warden曾是谷歌TensorFlow Mobile團(tuán)隊(duì)的技術(shù)負(fù)責(zé)人，此前他曾創(chuàng)立Jetpac，一家被谷歌于2014年收購(gòu)的早期AI初創(chuàng)公司。他還出版了一本關(guān)于TinyML的教科書(shū)。

創(chuàng)立Useful Sensors的初衷，Warden意在加速將AI功能添加到從電燈開(kāi)關(guān)到電視等所有家用電器中。

Warden表示：“我一直想打造這樣一種產(chǎn)品，當(dāng)我們看向電燈開(kāi)關(guān)，并說(shuō)‘開(kāi)燈’，電燈就能馬上點(diǎn)亮?；蛘弋?dāng)我坐在沙發(fā)上看電視，起身準(zhǔn)備泡杯茶時(shí)，電視就自動(dòng)暫停。或者當(dāng)我做幻燈片演示時(shí)，能更方便地滑動(dòng)到下一張幻燈片。這些都是我們討論多年的TinyML用例。”

機(jī)器學(xué)習(xí)能夠以無(wú)需大量計(jì)算、低功耗且低成本的方式將這種AI智能添加到我們的日常物品中。不過(guò)，注意到目前消費(fèi)電子及家電制造商對(duì)這項(xiàng)技術(shù)的應(yīng)用現(xiàn)狀，Warden感到很失望。

Warden在Google團(tuán)隊(duì)致力于為微控制器開(kāi)發(fā)開(kāi)源的ML框架TensorFlow Lite，并且還通過(guò)出書(shū)、示例、課程和研討會(huì)等途徑積極推廣TinyML，但其應(yīng)用進(jìn)展仍然相當(dāng)緩慢。

Warden去拜訪家用電器制造商，并告訴他們所有這些好用的軟件都是免費(fèi)的，并且使用很方便，但那些制造商常常反饋：“我們幾乎沒(méi)有軟件工程團(tuán)隊(duì)，更沒(méi)有ML團(tuán)隊(duì)，能否以很經(jīng)濟(jì)的價(jià)格直接為我們提供一種語(yǔ)音接口或類似的其他交互接口？”

這便是Warden創(chuàng)立Useful Sensors的原因，旨在為消費(fèi)電子和家電制造商提供“滿足他們需求，并且可以拿來(lái)就直接使用的產(chǎn)品”。在傳感器中嵌入AI的方案，已經(jīng)在物聯(lián)網(wǎng)智能傳感器和傳感器融合領(lǐng)域討論了多年。

Warden說(shuō)：“業(yè)界一直朝著這個(gè)方向努力。我們希望可以切實(shí)解決端到端的問(wèn)題，提供無(wú)需復(fù)雜定制就能直接使用的方案，即利用現(xiàn)成解決方案來(lái)解決這些特定問(wèn)題?！?/p>

據(jù)麥姆斯咨詢介紹，Useful Sensors推出了第一款產(chǎn)品，一種人員監(jiān)測(cè)傳感器。它在一個(gè)20 mm x 20 mm的電路板上，正面集成了一個(gè)攝像頭，背面有一個(gè)微控制器。該電路板有兩路輸出：當(dāng)傳感器探測(cè)到人員時(shí)管腳輸出升高，另一個(gè)I2C接口提供信息，例如：人在攝像頭探測(cè)區(qū)中的位置、人是否在看設(shè)備以及基本的面部識(shí)別（例如：可以區(qū)分家庭成員）。

Warden表示，目前來(lái)看，潛在客戶對(duì)該產(chǎn)品的以下應(yīng)用比較感興趣：

- 智能風(fēng)扇，跟隨用戶轉(zhuǎn)動(dòng)；
- 筆記本電腦，用戶離開(kāi)時(shí)自動(dòng)鎖定屏幕；
- 環(huán)繞音箱系統(tǒng)，定位人員所在位置，營(yíng)造更好的音場(chǎng)效果。

Warden透露，手勢(shì)控制是潛在客戶感興趣的另一應(yīng)用，迄今為止，對(duì)這款產(chǎn)品最感興趣的是智能電視和筆記本電腦制造商，而不是電器制造商。

構(gòu)建數(shù)據(jù)集

Useful Sensors不開(kāi)發(fā)自己的芯片，它們專注于微控制器端，至少目前如此。

Useful Sensors將其價(jià)值定位在構(gòu)建數(shù)據(jù)集和模型開(kāi)發(fā)，瞄準(zhǔn)那些核心業(yè)務(wù)不包括構(gòu)建自己模型和數(shù)據(jù)集的客戶。

是客戶不想進(jìn)行ML開(kāi)發(fā)，還是因?yàn)樵缙谲浖且粋€(gè)無(wú)法逾越的障礙？Warden同意早期軟件和碎片化的硬件環(huán)境是部分原因。

“即使所有這些問(wèn)題都得到了解決，客戶仍然需要學(xué)習(xí)如何構(gòu)建數(shù)據(jù)集來(lái)訓(xùn)練ML模型?！盬arden說(shuō)，“要構(gòu)建高質(zhì)量的數(shù)據(jù)集，需要大量的專業(yè)知識(shí)，這對(duì)許多公司來(lái)說(shuō)，是他們核心業(yè)務(wù)之外的專業(yè)領(lǐng)域?！?/p>

用于訓(xùn)練ML模型的數(shù)據(jù)集，即使是TinyML模型，也需要盡可能高的質(zhì)量，以確?？煽啃浴?duì)于人員檢測(cè)，這意味著數(shù)據(jù)集需要確保代表所有類型的人員，以使模型在不同的環(huán)境和背景下盡可能可靠。因此，Useful Sensors計(jì)劃利用社區(qū)用戶來(lái)探尋可能沒(méi)有覆蓋的數(shù)據(jù)。

Warden說(shuō)：“這是我們嘗試讓創(chuàng)客社區(qū)參與進(jìn)來(lái)的主要原因。我們需要外界的反饋，讓我們知道是否遺漏了一些東西……我們還計(jì)劃尋求測(cè)試傳感器的方法，通過(guò)第三方測(cè)試，看看它們?cè)诓煌鐓^(qū)和不同類型人身上的效果?！?/p>

安全和隱私

當(dāng)然，Warden也敏銳地意識(shí)到，在家用電器中添加攝像頭會(huì)帶來(lái)安全和隱私問(wèn)題。Warden希望他們推出的人員探測(cè)傳感器能夠得到第三方認(rèn)證，以確保黑客無(wú)法訪問(wèn)其攝像頭。其傳感器模塊的I2C接口僅涉及關(guān)于場(chǎng)景的元數(shù)據(jù)（非全幀圖像），并且該模塊上沒(méi)有網(wǎng)絡(luò)連接。

“電視和筆記本電腦會(huì)涉及人們的私密生活場(chǎng)景，影響巨大?！彼f(shuō)，“我們認(rèn)為這樣的設(shè)計(jì)將是更好的隱私解決方案?！?/p>

Useful sensors的產(chǎn)品路線圖上還有其他類型的傳感器，下一款產(chǎn)品很有可能是語(yǔ)音識(shí)別傳感器，同樣使用微控制器而不是專門芯片。

審核編輯：劉清