在科技日新月異的時(shí)代，各種基于人工智能（AI）的創(chuàng)新技術(shù)不斷涌現(xiàn)，為我們的生活帶來(lái)了諸多便利。今天，就要向大家介紹一款令人矚目的創(chuàng)新實(shí)驗(yàn) —— 注入了 AI 靈魂的電鉆。

電鉆作為一種常見(jiàn)的工具，在家庭裝修、建筑施工等領(lǐng)域發(fā)揮著重要作用。然而，傳統(tǒng)電鉆在使用過(guò)程中往往需要使用者憑借經(jīng)驗(yàn)和感覺(jué)來(lái)判斷打孔的深度和螺絲釘是否打到恰到好處。然而，這對(duì)使用者的經(jīng)驗(yàn)提出了很高的要求，當(dāng)誤差出現(xiàn)時(shí)，不但影響美觀，還可能導(dǎo)致材料的損壞。而這款注入 AI 靈魂的電鉆，卻能徹底改變這一狀況，能夠檢測(cè)出螺絲釘?shù)拿迸c材料表面處于同一平面時(shí)的情況，并且自動(dòng)停止，這種能力叫做“打平即?！?。

這款電鉆的獨(dú)特之處在于其先進(jìn)的工作原理。它采用了 NXP 公司的MCXN947微控制器，作為電鉆的 “大腦”，精確地控制著電鉆的電機(jī)。同時(shí)，微控制器還能夠采集電機(jī)的反饋信號(hào)，如電機(jī)的母線電流和相電壓，這些信號(hào)包含了鉆螺絲釘過(guò)程的豐富信息，但又無(wú)法直接告訴人們什么時(shí)候螺絲釘已經(jīng)鉆到恰到好處——打平，這也是我們?cè)V諸AI的原始動(dòng)力。

而 AI 技術(shù)的引入，則讓電鉆具備了智能判斷的能力。通過(guò)對(duì)反饋信號(hào)的分析，AI 能夠準(zhǔn)確地判斷出螺帽是否已經(jīng)和被鉆的表面平齊。當(dāng)達(dá)到這一狀態(tài)時(shí)，電鉆會(huì)自動(dòng)停止打孔，避免了過(guò)度打孔或打孔不足的問(wèn)題。為了使用基于AI的方法，我們記錄在鉆螺絲釘?shù)倪^(guò)程中這些信號(hào)的波形，并且根據(jù)經(jīng)驗(yàn)把打平時(shí)和打平后的波形標(biāo)記出來(lái)，再把這些波形分割成更短的固定長(zhǎng)度的片段，制作成數(shù)據(jù)集。下圖是其中一次鉆螺絲釘過(guò)程的波形：

然后，使用新發(fā)布的eIQ Time Series Studio (eIQ TSS)工具，把這個(gè)需求以二分類的任務(wù)，來(lái)完成全自動(dòng)的訓(xùn)練過(guò)程，訓(xùn)練結(jié)果可達(dá)99.6%的整體正確率：

為了驗(yàn)證這款電鉆的性能，我們進(jìn)行了一系列的實(shí)驗(yàn)。

在一個(gè)簡(jiǎn)單的 demo 中，我們對(duì)市場(chǎng)購(gòu)買(mǎi)來(lái)的電鉆進(jìn)行了改裝，安裝了基于MCXN947 FRDM開(kāi)發(fā)板來(lái)控制電鉆的電機(jī)、接收反饋信號(hào)和運(yùn)行訓(xùn)練好的模型，當(dāng)我們?cè)谀景迳线M(jìn)行打螺絲釘操作時(shí)，電鉆的表現(xiàn)令人驚嘆。

在打孔過(guò)程中，電鉆會(huì)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)螺絲釘?shù)你@入深度。當(dāng)螺絲釘?shù)拿弊蛹磳⒑湍景迤烬R時(shí)，電鉆上的指示燈會(huì)由紅色變?yōu)榫G色，提醒使用者打孔即將完成。這一功能不僅提高了工作效率，還大大減少了因打孔不當(dāng)而造成的材料浪費(fèi)。

這款電鉆的成功離不開(kāi)NXP 最新推出的 eIQ TSS 工具。這是一套自動(dòng)機(jī)器學(xué)習(xí)(AutoML)的工具，用戶只需把自己的數(shù)據(jù)集送給這個(gè)工具，它就能自動(dòng)從廣大的搜索空間中找到并訓(xùn)練出合適的信號(hào)處理、特征提取與機(jī)器學(xué)習(xí)算法相結(jié)合的完整流程，生成多個(gè)完整的庫(kù)供用戶在精度、存儲(chǔ)器、計(jì)算量之間選擇合適的。這一工具為模型的訓(xùn)練提供了強(qiáng)大的支持，極大地解放了我們的雙手，自動(dòng)嘗試眾多的信號(hào)處理與機(jī)器學(xué)習(xí)算法，并找到最合適的組合。

現(xiàn)在，eIQ TSS已經(jīng)集成中NXP的eIQ Toolkit中，并且免費(fèi)下載和使用。 注入 AI 靈魂的電鉆，不僅是科技的創(chuàng)新，更是對(duì)傳統(tǒng)工具的一次革命。它讓打孔變得更加簡(jiǎn)單、精準(zhǔn)，為使用者帶來(lái)了全新的體驗(yàn)。 最后附上我們的實(shí)驗(yàn)裝置圖片：

圖中的這塊目頭已經(jīng)被我們打得“千瘡百孔”，在打進(jìn)螺絲的過(guò)程中，右邊的FRDM-MCXN947開(kāi)發(fā)板上會(huì)亮起紅燈，在打平后變成綠燈：

在未來(lái)，我們相信這款電鉆將在更多的領(lǐng)域得到應(yīng)用，為人們的工作和生活帶來(lái)更多的便利。如果你也對(duì)這款創(chuàng)新產(chǎn)品感興趣，歡迎了解更多關(guān)于它的詳細(xì)信息。

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