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    智能系統,嵌入式領域繼任者
    時間: 2012-04-16 19:54 來源: 電子工程專輯 作者: 網絡 點擊:

    今年稍早,在Jeopardy游戲中戰勝人類冠軍的IBM Watson超級電腦獲得了廣泛關注。蘋果iPhone 4S的Siri能用接近自然的英文來回答使用者問題,在一部任何人都能夠買得起的手機中,已經搭載了如此驚人的智能系統。

    今天,所謂的“智能系統”(smart system),能夠直觀地處理自動化任務、整合數據中心的分析數據和嵌入式電腦,為企業和消費者創造價值。

    我們賦予這些電腦人類的名字──Watson、Siri──告訴我們自己,他們“有多們像我們”。今天的智能系統已經能夠直觀地處理迄今仍無法實現即時自動化的任務。透過匯聚來自全球數十億的資訊串流,這些智能系統提供的分析科學能力,可以創造甚至超越其系統本身的價值。

    雖然這些系統得到廣大贊譽,不過,在幾乎所有的電子產業──汽車、工業、通訊、電腦、交通、能源、醫療和個人保健──等領域中,或多或少都已經開始運用智能系統了。事實上,根據美國總統的科學和技術顧問委員會表示,‘網絡實體系統’(cyber-physical systems)最終將串連全球50%左右的電子產品。

    美國國家標準與技術策員會(NIST)最近因而針對互操作性定義了一個介面,可作為智能系統之間的性能比較指標及標準化?,F階段所做的努力,是協助美國企業自主開發設計智能系統,但這些設計會在海外進行低成本生產。

    這個賭注非常巨大。市調公司IDC近日指出,每年的智能系統銷售量近20億部,市場規模達1兆美元,IDC預測到2015年該市場將成長一倍到40億部,規模達2兆美元。

    而據IDC的分析,最具價值的智能系統,是能針對即時資訊串流進行分析的服務。

    “數據是全新型態的貨幣,”IDC半導體研究副總裁Mario Morales說。“像IBM、惠普(HP)、英特爾(Intel)、微軟(Microsoft)、德州儀器(TI)、飛思卡爾(Freescale)和甲骨文(Oracle)等公司,都早已明白數據的價值,而且致力于開發能進行數據分析以獲得最大價值的基礎設備。”

    “過去三年來,我們不僅看到電腦在轉型,網絡也是,甚至包括使用者與智能設備互動的方式也在轉變。企業尚未找出這些數據可以怎樣轉換成利潤,但其中確實蘊藏著巨大的機會,促使有遠見企業投資在分析軟體和服務領域,以便與其智能硬件結合。

    10多年來,IDC一直將相關設備定義在嵌入式電腦領域,最近才開始將‘智能系統’定義為嵌入式領域的繼任者。IDC并不是唯一一家聲稱智能系統是未來大勢的市場研究公司。另一家位于紐約的Applied Business Intelligence Inc.,最近也啟動了一項名為‘智能城市電網’的研究服務。

    IBM引領智能系統發展

    IBM或許是對當前的智能系統有著最深刻理解的公司。在全球各地,已經有數十個該公司稱之為‘智能行星’(smart planet)的系統用于解決各式各樣的基礎設施問題,如位于瑞典斯德哥爾摩的智能運輸系統;馬耳他的國家級智能電網(也是全球第一個);以及設置在紐約大都會博物館,用于保護藝術品的無線傳感網絡等。

    “智能系統每天所產生的數據比美國所有圖書館的數據加起來還要多出8倍──而其中有85%都是非結構化的,”IBM院士暨技術長及系統部門技術策略副總裁Jai Menon說。“目前的商業情報仍難以對所有非結構化數據進行分析并進一步獲取價值,而Watson則是一個很好的例子,因為它能快速回答有關非結構化數據的問題。”

    傳統的IT分析都執行結構化數據,透過數據庫整理所有數據,可以輕易地進行搜索、排序,并使用知名的數學公式進行分析。但Watson證實凌亂的、非結構化的數據,也能借著巧妙制作分析優勢,在最佳化的系統架構上輕易地進行搜索。

    “針對金融市場的分析──如商品價格預測──是透過已知周期性模式進行的。然而,要預測基礎設計的失效風險,如水管究竟有多長,而最后這就是我們所說的非結構化問題,”IBM研究中心工程師暨商業分析總監Arun Hampapur說。

    IBM最近運用智能系統解決非結構性問題的例子,主要是利用Watson為醫療保健、銀行和金融、零售、法律和政府監控等領域建立自動化顧問。“我們每天都接到各行各業領導人的電話,他們都希望Watson能展開更多新應用,舉例來說,如何能更快速、更方便地訂機票等,”Hampapur說。

    另一個例子,全美最大型的保健服務供應商WellPoint公司最近宣布,將采用Watson所衍生的智能系統,透過從數百萬的醫療記錄、期刊文獻和最新醫學研究結果中,獲取和患者癥狀匹配的數據來簡化并加速醫療診斷。

    Watson是以IBM所建構的技術為基礎,這些技術是為了解決智能城市開發專案中非結構化問題所開發的。IBM的探索行動是從運用其傳統資中心分析的長處開始,而后不斷朝智能系統的方向進行開發。這家公司不斷朝著可運用嵌入式處理器本身進行分析的邊緣連接網絡方向努力。Menon指出,芝加哥警察“在邊緣網絡使用了智能分析,能自動將安防攝像頭轉向木倉響的方向,因此當接到911報案電話時,他們已經能夠獲得木倉枝口徑讀數和攝像頭所轉向的方位等資訊了。”

    過去幾年內,IBM已經花費超過150億美元,用于收購具備專業分析知識的公司,該公司希望為可融合來自多個感測輸入的智能系統,開發新一代的感知電腦(cognitive-computer)芯片。


    英特爾:先做好本地處理

    英特爾正透過增加本地分析能力來推動智能系統業務,隨著嵌入式系統的自然演進,該公司也更加專注在軟件領域,讓OEM能在Intel X86及Atom處理器上執行分析,而不是直接將原始數據串流送到云端上。

    “隨著傳感器日益普及,嵌入式系統已經開始創造大量資訊,這些資訊都會匯流到云端,”英特爾副總裁暨嵌入式通訊集團總經理Ton Steenman說。“我們認為一切都要送到云端上的想法并不合理,事實上,我們建議,應該在嵌入式處理器上執行需要即時分析的任何問題。”

    英特爾去年收購了CognoVision Solutions Inc.的不記名視頻分析(anonymous video analytics, AVA)的技術,該技術可執行在x86處理器上,英特爾將讓技術重新命名為Intel Audience Impression Metrics Suite (AIM)。AIM可執行在本地數字看板系統上,并依照觀眾類型來更換播放的廣告內容。

    “過去,數字看板和配備低端處理器的媒體播放器沒什么兩樣,”Steenman說。“但現在數字看板已經添加了相機,可在本地進行智能分析來識別觀眾的性別和年齡,然后配合觀眾來更改播放的廣告。

    英特爾還收購了McAfee和嵌入式操作系統供應商Wind River。這些收購而來的解決方案都與英特爾的遠端程管理工具搭配,將PC類的安全策略擴展到智能嵌入式系統中。

    惠普:人人有機會

    在此同時,惠普也正在轉變其業務模式,希望能運用無線傳感器網絡提供智能系統,讓惠普的云端服務器能與多種不同的即時資訊串流通訊,以執行各種數據分析工作,預測從公共電力中斷到個人心臟病發作等一切事物。

    “我們并未試著模仿IBM,但我們發現,我們與他們面臨著相同的機會,很明顯,對一個完整的系統而言,數據分析的價值愈來愈高,”HP資深院士Stanley Williams說。“我們大量投資在數據分析上,因為這能將0與1轉變為意義的東西,它能創造并提供知識和意識,讓人們能夠迅速對任何情況做出反應,以預防不良后果。”

    在建立第一代智能系統時,惠普僅側重在能源和保健領域,這家公司從頭開始建構系統,包括了傳感器芯片到執行在云端的分析軟件。

    “智能系統代表了極為龐大的發展過程,它涉及了信息技術的各個領域,但我們決定,僅運用我們首個垂直整合的平臺進入兩個領域,”Williams說。“我們希望至少進入兩個應用領域,如此我們就能比較和對照不同的應用,以了解何者是共通的,何者又是需要差異化的。而后,一旦我們在這兩個領域建立了基礎,我們便可以再轉向其他的垂直細分市場。”

    惠普是透過與殼牌石油(Shell Oil)這類客戶合作而首次將其原型擴展至大規模應用,殼牌石油已經與HP簽署了無線傳感器網絡合約,可運用該技術進行智能地震成像。在HP服務器上執行的分析工作,會將來自于數千個HP地震傳感器的數據串流轉化為實際可用的情報數據,告訴這些公司哪里可以進行石油開采。

    微軟:將所有的智能特性整合起來

    微軟公司也藉由擴展其智能系統的軟件相容性,來擴展嵌入式業務,目前其Windows已經能執行在ARM、MIPS和x86嵌入式處理器到更高端的Xeon服務器上。截至目前,該公司稱Windows平臺已有超過300萬個嵌入式系統,并希望運用此一成果進入智能系統。

    “我們的策略優勢,是將Windows環境從嵌入式智能系統再升級,用戶目前透過我們的系統收集數據,傳回云端Windows服務器,”微軟Windows Embedded行銷部資深總監Barb Edson 表示。

    舉例來說,微軟現在有一家大型企業客戶,在裝載食物的貨箱內設置了傳感器,來感測果實的成熟情況,因此當貨抵達碼頭時,不同熟成度的水果便可以分開運送到正確的目的地,可能被送到一個必須要人工熟成的倉庫,或是將已成熟的水果直接送到生產廠,從而節省了人工檢查步驟。

    “在所有這些智能嵌入式系統中,情報是最重要的關鍵,”Edson說。“我們相信,一切都會被連接到網絡,最終演變成智能系統。”

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