Πώς το Edge IoT αναδιαμορφώνει τη βιομηχανία

Η παρακολούθηση στόλου, η παρακολούθηση περιουσιακών στοιχείων, τα αυτόνομα οχήματα, ο αυτοματισμός παραγωγής και η αποθήκευση είναι όλοι τομείς στους οποίους οι τεχνολογίες τσιπ ενσωματωμένων σε τεχνητή νοημοσύνη μπορούν να εκφορτώσουν φορτία που μεταφέρουν δεδομένα δικτύου. Μπορούν να το κάνουν αυτό παρέχοντας πληροφορίες πρώτης γραμμής, σε πραγματικό χρόνο.

Πολλές από αυτές τις εν κινήσει διαδικασίες χρειάζονται πολλά δεδομένα για να ενεργοποιηθούν. Ταυτόχρονα, χρειάζονται αυτά τα δεδομένα σε πραγματικό χρόνο, και σε διαμετακόμιση, για να πραγματοποιηθούν. Αυτού του είδους οι διαδικασίες δεν ωφελούνται τόσο από το cloud computing όσο άλλες διαδικασίες έντασης δεδομένων, όπως τα δεδομένα εκπαίδευσης μέσω μηχανικής μάθησης. Αντίθετα, αυτές οι διεργασίες επωφελούνται περισσότερο από το edge computing, το οποίο φέρνει τους υπολογιστές, τα δίκτυα και άλλους πόρους απευθείας στις συσκευές και τα δεδομένα που τους χρειάζονται.

Με την ενεργοποίηση της τεχνητής νοημοσύνης (φορτώσεις επεξεργασίας AI0 σε επίπεδο συστήματος-σε-τσιπ (SOC), το ΙΤ μπορεί να επεκτείνει τις επιλογές του για τη διανομή και τη μεταφόρτωση φορτίων επεξεργασίας δεδομένων σε διαφορετικά επίπεδα της αρχιτεκτονικής της επιχείρησης (π.χ. σύννεφο, κεντρικό κέντρο δεδομένων ή το ίδιο το edge). Αυτό βελτιώνει τη διαχείριση και την επεξεργασία δεδομένων. Εξοικονομεί επίσης εύρος ζώνης και επιταχύνει τα δεδομένα και τα αποτελέσματα.

Ενσωματωμένοι μικροελεγκτές SOC χρησιμοποιήστε μικρότερη μνήμη και κατανάλωση ενέργειας από αυτό που απαιτείται από τις παραδοσιακές  GPU (μονάδες γραφικής επεξεργασίας), τα FPGA (προγραμματιζόμενες στο πεδίο συστοιχίες πυλών) ή άλλους τύπους ολοκληρωμένων κυκλωμάτων (IC).

«Θα δούμε την τεχνητή νοημοσύνη στα άκρα να γίνεται συνηθισμένη τα επόμενα πέντε χρόνια», δήλωσε ο Steve Conway, ανώτερος σύμβουλος έρευνας Hyperion, HPC Market Dynamics.

«Ο ARM Atom, η GPU και άλλοι ενσωματωμένοι επεξεργαστές είναι ήδη συνηθισμένοι σε συσκευές αιχμής όπως κινητά τηλέφωνα, αισθητήρες, αυτοκίνητα, συστήματα διαγνωστικής ιατρικής απεικόνισης, συστήματα παιχνιδιών και πολλές άλλες συσκευές. Αυτοί οι καθιερωμένοι ενσωματωμένοι επεξεργαστές πιθανότατα θα γίνουν το κύριο ρεύμα για την υποστήριξη μεθόδων τεχνητής νοημοσύνης καθώς αυτές οι μέθοδοι κερδίζουν έδαφος», είπε.

Ο αντίκτυπος στον κλάδο του Edge IoT

Το 2011 εμφανίστηκε για πρώτη φορά ο όρος «Manufacturing 4.0». Προήλθε από την ώθηση της γερμανικής κυβέρνησης να μηχανογραφήσει την παραγωγή και εισήγαγε ένα μελλοντικό όραμα ψηφιοποίησης, αυτοματισμού και τεχνητής νοημοσύνης για την παραγωγή εργοστασίων. Στο σχήμα,  η τεχνολογία αιχμής θα μπορούσε να διευκολύνει τη λήψη αποφάσεων στο επίκεντρο ενός προβλήματος ή μιας κατάστασης, όπου τα SOC που είναι ενσωματωμένα σε AI διαδραματίζουν σημαντικό ρόλο.

Σήμερα, αυτό Η λήψη αποφάσεων αιχμής σε πραγματικό χρόνο είναι πραγματική. Οι διαδικασίες παραγωγής τροφοδοτούνται από αποφάσεις με δυνατότητα AI στην άκρη. Στο μέλλον, ένα τσιπ αιχμής με δυνατότητα AI θα μπορούσε να στείλει μια ενεργή ειδοποίηση για αγορές σχετικά με έλλειψη πρώτων υλών ή να προειδοποιήσει τις πωλήσεις σχετικά με την πιθανότητα έλλειψης προϊόντος εάν εντοπιστεί ελλιπές στοιχείο.

Ο αυτοματισμός τσιπ Edge AI μεταμορφώνει επίσης την εφοδιαστική.

Μια  συνοδεία φορτηγών μπορεί να διασταυρωθεί με επικοινωνίες αιχμής χαμηλής καθυστέρησης που αναπτύσσονται για την εξοικονόμηση καυσίμου και τη βελτιστοποίηση των διαδρομών. Στο εξής,  θα είναι δυνατό μόνο ένα από αυτά τα φορτηγά να έχει άνθρωπο οδηγό, ενώ το υπόλοιπο της συνοδείας θα λειτουργεί με αυτοματισμό που βασίζεται σε SOC.

Αυτό θα μπορούσε να λύσει ένα σημαντικό πρόβλημα στον κλάδο των φορτηγών:  την έλλειψη καταρτισμένων οδηγών. «Αυτός είναι ένας από τους λόγους που βλέπεις τόση τεχνολογία να μπαίνει στον κλάδο των φορτηγών», είπε η Shelley Simpson, εκτελεστικός αντιπρόεδρος, επικεφαλής εμπορικός διευθυντής και πρόεδρος των υπηρεσιών αυτοκινητοδρόμων στην J.B. Hunt Transport Services.

Τα ευπαθή αγαθά μπορούν επίσης να παρακολουθούνται από ευφυείς αισθητήρες εντός του χώρου αποσκευών κάθε φορτηγού για τη θερμοκρασία και την υγρασία.

Ένα φορτηγό που μετέφερε προϊόντα στην Ατλάντα, για παράδειγμα, μεταφέρθηκε στην πιο κοντινή αγορά της Ουάσιγκτον, DC. Η αλλαγή διαδρομής παραγγέλθηκε αφού ένας αισθητήρας στο εσωτερικό του χώρου αποσκευών του φορτηγού ειδοποίησε τον οδηγό και την εταιρεία logistics για τον κίνδυνο αλλοίωσης των προϊόντων από υπερθέρμανση. Η ικανότητα της εταιρείας να ενεργεί σε πραγματικό χρόνο στις πληροφορίες απέτρεψε την αλλοίωση και εξοικονόμησε χρήματα. Στη βιομηχανία τροφίμων, είναι σημαντικό. Η Ομάδα Τροφίμων και Γεωργίας των Ηνωμένων Εθνών υπολογίζει ότι 1 τρισεκατομμύριο δολάρια τροφίμων χάνεται ή σπαταλάται κάθε χρόνο.

Η τεχνολογία τσιπ με δυνατότητα τεχνητής νοημοσύνης αλλάζει επίσης τον τρόπο απόδοσης των αερομεταφερόμενων και των επίγειων οχημάτων.

Οι υλικοτεχνικές προκλήσεις αντιμετωπίζουν το στρατιωτικό προσωπικό όταν παρατηρεί ή/και εισέρχεται σε μια επικίνδυνη περιοχή. Στο παρελθόν, μια επικίνδυνη εργασία επιτήρησης  ενδέχεται να απαιτούσε από τους ανθρώπους να επιθεωρήσουν μια περιοχή από πρώτο χέρι, εκθέτοντας το προσωπικό σε κίνδυνο και απώλεια ζωής.

Τώρα με επεξεργασία τεχνητής νοημοσύνης αιχμής, ένας στόλος μη επανδρωμένων drones εκτελεί αναγνώριση και αλληλοεπικοινωνεί σε πραγματικό χρόνο. Εάν ένα drone σε μια μοίρα καταρριφθεί, ο στόλος εντοπίζει το πρόβλημα και προσαρμόζει τον σχηματισμό του για να συνεχίσει την αποστολή. «Οι απαιτητικοί φόρτοι εργασίας που απαιτούν την επεξεργασία πολλαπλών αισθητηριακών εισόδων, συμπεριλαμβανομένου του βίντεο και του ήχου, μπορεί να αρχίσουν να πιέζουν το φάκελο, εκτός εάν υποστηρίζονται από εξειδικευμένα τσιπ», δήλωσε ο Saurabh Mishra, Senior Manager for Product Management στο IoT and Edge Division της SAS. «Τα αυτόνομα drones, οι ρομποτικοί βραχίονες και ο βιομηχανικός αυτοματισμός είναι όλα καλά παραδείγματα για το πώς μπορούν να χρησιμοποιηθούν αυτά τα τσιπ».

Γεωπολιτική και καινοτομία

Ωστόσο, οι εταιρείες ανησυχούν λόγω των γεωπολιτικών δυνάμεων που δραστηριοποιούνται στις βιομηχανίες τσιπ και ημιαγωγών.

Το 2019, η Huawei τοποθετήθηκε στο Περιορισμένη λίστα των ΗΠΑ. Στη συνέχεια, η NVIDIA εξαγόρασε την Arm, Ltd. σε μια συμφωνία 40 δισεκατομμυρίων δολαρίων που είχε τις Google, Microsoft, Qualcomm, Apple, Intel, Samsung, Huawei και Η Amazon ανησυχεί για έναν κρίσιμο προμηθευτή.

Το 2019, η Intel απέκτησε την εκκίνηση με τσιπ AI Habana Labs για 2 δισεκατομμύρια δολάρια, και η AMD απέκτησε Xiliinx για 35 δισεκατομμύρια δολάρια.

«Η τάση τα τελευταία 50 χρόνια ήταν να διατηρούνται άσχετες ανησυχίες για την εθνική ασφάλεια από την οικονομική ανάλυση που οδηγεί τις αντιμονοπωλιακές αποφάσεις. Ωστόσο, όπου η πιθανή αντιανταγωνιστική συμπεριφορά είναι επίσης επιζήμια για την εθνική ασφάλεια, δεν θα πρέπει να εκπλαγούμε αν η USG υιοθετήσει μια πιο επιθετική προσέγγιση στην επιβολή της νομοθεσίας.» έγραψε ο Cullen O’Keefe, ερευνητικός συνεργάτης στο Κέντρο Διακυβέρνησης της AI, Πανεπιστήμιο της Οξφόρδης.

Η ΙΤ πρέπει να εξετάσει αυτές τις αγωγές και τις αντιμονοπωλιακές ενέργειες όταν δικαιολογεί και επιχειρεί να «αποδείξει το μέλλον» επενδύσεις τεχνητής νοημοσύνης.

«Σήμερα, η τεχνητή νοημοσύνη θεωρείται ευρέως ως το κλειδί για τη μελλοντική οικονομική ηγεσία και υπάρχουν ισχυρές πρωτοβουλίες στην Κίνα, την Ιαπωνία και την Ευρώπη για να σταματήσουν την εξάρτηση από τις ΗΠΑ και να αναπτύξουν εγχώριους επεξεργαστές», δήλωσε ο Conway. «Τα τμήματα πληροφορικής δεν μπορούν να κάνουν πολλά για να επηρεάσουν αυτές τις γεωπολιτικές μάχες, αλλά μπορούν να σχεδιάσουν να διασφαλίσουν ότι οι προμήθειες των επεξεργαστών που χρειάζονται είναι ασφαλείς, ειδικά διαπραγματεύοντας μακροπρόθεσμες συμβάσεις προμηθευτών με ποινικές ρήτρες και διατηρώντας επαρκή επίπεδα αποθέματος».

Λίστα εκκρεμοτήτων IT

Η μετάβαση σε IoT μικρότερου παράγοντα μορφής θα αναγκάσει την εστίαση της πληροφορικής σε τρεις βασικούς τομείς:

Αρχιτεκτονική πληροφορικής. Η αρχιτεκτονική πληροφορικής πρέπει να ευθυγραμμιστεί εκ νέου για να ταιριάζει στις περιπτώσεις επιχειρηματικής χρήσης που θέλουν να επιλύσουν οι εταιρείες με τεχνητή νοημοσύνη σε επίπεδο chip. Τουλάχιστον, αυτή η αρχιτεκτονική αναθεώρηση είναι πιθανό να αποφέρει τρία επίπεδα τεχνολογίας πληροφορικής, επεξεργασίας και αρχιτεκτονικής δεδομένων: το κέντρο δεδομένων, το cloud και το edge.

"Το σημείο εκκίνησης, φυσικά, είναι να χαρτογραφήσουμε και να βελτιστοποιήσουμε τη διαδικασία από άκρο σε άκρο και να χρησιμοποιήσουμε αυτές τις πληροφορίες για να εκχωρήσουμε κατάλληλους πόρους σε κάθε σημείο της διαδρομής", δήλωσε ο Conway, ο οποίος αναφέρθηκε στο έργο του PayPal.

«Πριν από μισή ντουζίνα χρόνια, το PayPal είχε ένα σοβαρό πρόβλημα με απάτη στις συναλλαγές με πιστωτικές κάρτες», δήλωσε ο Conway. «Χρειάστηκαν έως και δύο εβδομάδες για να εντοπιστεί η απάτη και μέχρι εκείνη τη στιγμή η απάτη είχε χτυπήσει συχνά τις κάρτες των πελατών. Η εταιρεία εγκατέστησε έναν υπολογιστή υψηλής απόδοσης που μπορούσε να εντοπίσει και να αποτρέψει την απάτη όπως συνέβαινε, μέσα σε 150 χιλιοστά του δευτερολέπτου, εξοικονομώντας στο PayPal περισσότερα από 700 εκατομμύρια δολάρια τον πρώτο χρόνο περίπου.

Η εφαρμογή στο PayPal και σε άλλες εταιρείες βασίζεται σε ενσωματωμένους επεξεργαστές στις συσκευές ανάγνωσης καρτών, μαζί με το Διαδίκτυο για τη διαδικασία εξουσιοδότησης μετ' επιστροφής και συστήματα διακομιστών με μη ενσωματωμένους επεξεργαστές για την ανύψωση βαρέων φορτίων, στις εγκαταστάσεις ή στα σύννεφα.

ΙΤ δεξιότητες. Μόνο το 47% των ερωτηθέντων στην έρευνα σε μια αναφορά Microsoft IoT Signals 2019 πίστευαν ότι η αγορά είχε άτομα με τις απαραίτητες επαγγελματικές δεξιότητες IoT https://news.microsoft.com/2019/07/30/microsoft-announces-iot-signals-research-report-on-state-of-iot-adoption/.

«Η διαθεσιμότητα εξειδικευμένων πόρων για τη διαχείριση της ανάπτυξης μοντέλων τεχνητής νοημοσύνης σε τσιπ θα παραμείνει μια πρόκληση», δήλωσε ο Saurabh Mishra, Senior Manager for Product Management στο IoT and Edge Division της SAS. «Οι εταιρείες θα πρέπει επίσης να το αναγνωρίσουν αυτό

Τα τσιπ edge AI δεν είναι ασημένιες σφαίρες. Λειτουργούν στο πλαίσιο ενός ευρύτερου συστήματος. Είναι κρίσιμο να σκεφτούμε τον πλήρη αγωγό κατά την ανάπτυξη τσιπ ενσωματωμένων σε AI, καθώς ένας αδύναμος σύνδεσμος ανάντη ή κατάντη μπορεί να αναιρέσει τη στοχευμένη ώθησή τους».

Οι εμπορικές στοίβες λογισμικού και υλικού IoT μπορούν να βοηθήσουν στην αντιμετώπιση των προκλήσεων ενσωμάτωσης στη διοχέτευση — αλλά η επεξεργασία πρέπει να καθορίζεται σε κάθε επίπεδο από το IT. Αυτό περιλαμβάνει SOC κατασκευής μοντέλων και προγραμματισμού.

Διαχείριση επενδύσεων. Ενοποιήσεις, αντιμονοπωλιακές αγωγές και αγωγές πνευματικής ιδιοκτησίας θα συνεχίσουν να παίζονται στον χώρο της τεχνητής νοημοσύνης/τσιπ, όπως και σε άλλους τομείς της πληροφορικής.

Τα καλά νέα είναι ότι τα εταιρικά τμήματα πληροφορικής δεν είναι ξένα σε αυτό.

Η επιλογή  μιας ευρέως αποδεκτής λύσης στοίβας IOT με μεγάλη βάση χρηστών είναι μια μορφή μελλοντικής προστασίας, καθώς και η διασφάλιση ότι το IoT  που χρησιμοποιείτε συμμορφώνεται με κοινά πρότυπα ασφαλείας και API. Μια δεύτερη στρατηγική είναι η διαπραγμάτευση με προμηθευτές IoT για την ευθύνη και την προστασία των επενδύσεων που ορίζετε στα συμβόλαιά σας.

Τέλος, τα τσιπ με δυνατότητα AI πρέπει να  παρέχουν επιχειρηματικά αποτελέσματα.

«Ο αντίκτυπος του Edge IoT στην αρχιτεκτονική IT θα περιοριστεί στις περιπτώσεις χρήσης που καλείται να εφαρμόσει το IT, όπου η τεχνητή νοημοσύνη προσφέρει τη δυνατότητα προεπεξεργασίας πληροφοριών σε πραγματικό χρόνο και μεταφοράς μόνο σχετικών και χρήσιμων δεδομένων», δήλωσε ο Murali Gopalakrishna, επικεφαλής. διαχείρισης προϊόντων για αυτόνομα μηχανήματα και γενικός διευθυντής Ρομποτικής στη NVIDIA.

«Μια αυτοματοποιημένη διαδικασία επιθεώρησης τεχνητής νοημοσύνης σε ένα εργοστάσιο θα χρησιμοποιεί πληροφορίες σε πραγματικό χρόνο για τη λήψη αποφάσεων σε κλάσματα του δευτερολέπτου στην άκρη, ενώ θα μεταφέρει σχετικά δεδομένα σε συστήματα υποστήριξης για μετα-επεξεργασία, ανάλυση και ανάπτυξη νέων μοντέλων εκτός ζώνης στην άκρη του IoT βασισμένες αποφάσεις».

Οι εφαρμογές μπορούν να εντοπίσουν επιβάτες που φορούν μάσκες ή να μετρήσουν αριθμός ατόμων που εισέρχονται και εξέρχονται από ένα χώρο με τη δημιουργία χαρτών θερμότητας για να διασφαλιστεί ότι δεν θα ξεπεραστούν τα όρια πληρότητας. Και με τους πρόσθετους αισθητήρες, τις κάμερες και τον αυτοματισμό να συμβαίνουν στο IoT και στην άκρη, η τεχνητή νοημοσύνη θα γίνει πιο σχετική για τους διαχειριστές IT και την αρχιτεκτονική υποδομής, είπε ο Gopalakrishna.