人工智慧結合物聯網 啟動AIoT智慧新應用
作者 : EDN Taiwan編輯部
儘管仍處於萌芽階段，但AIoT應用已經展現出巨大的商業潛力，各種相關產業和參與者都在採取重大舉措，以確保在即將到來的AIoT技術與應用擴展中佔據一席之地。包括家電、工廠、醫療保健裝置、安全監控、無人機和自動駕駛車等都開始導入AIoT 技術...
我們正進入智慧裝置滲透至日常生活各方面的萬物智慧時代。隨著人工智慧(AI)的不斷發展和物聯網(IoT)裝置迅速增加，結合AI和IoT的智慧物聯網(AIoT)技術概念，在5G、大數據和雲端架構的部署下，正促進各個產業的發展。
儘管仍處於萌芽階段，但AIoT應用已經展現出巨大的商業潛力，各種相關產業和參與者都在採取重大舉措，以確保在即將到來的AIoT技術與應用擴展中佔據一席之地。包括家電、工廠、醫療保健裝置、安全監控、無人機和自動駕駛車等都開始導入AIoT 技術。
本期《電子技術設計》(EDN Taiwan)圖集主題關注來自AIoT世界的最新應用動態，包括具有AI、機器學習(ML)、機器人、自動化和人機互動等先進功能，以及涵蓋AIoT及其在各產業和日常生活中的應用。
5G結合AI體適能 守護兒童健康
為了幫助兒童和青少年奠定良好健康基礎，台灣大哥大(Taiwan Mobile；TWM)跨界整合產學醫三大領域，與國立成功大學、晶翔機電、高雄榮總醫院合作研發出「兒童感覺統合智慧雲」，精準率達90%，可應用於全台75.5萬名3至6歲兒童體適能發展。
結合5G與AI的「兒童感覺統合智慧雲」有助於兒童體適能發展。
台灣大哥大以整合創新服務平台的角色，運用AI、高速運算與資訊安全的大數據雲端平台，結合晶翔機電(J-MEX)的AIoT穿戴感測裝置體感科技(包含整合離散式多重感測技術、即時動態校準技術等等)、成大的演算法與體適能專業、高雄榮總早療復健輔助，針對4~7歲兒童開發兒童感覺統合體能創新服務。
透過感測器可將蒐集的數據以AI、雲端運算等運算技術進行大數據分析，並篩選出體能較佳兒童或發展遲緩兒童，並可輸出量化評量報表以利追蹤兒童成長歷程。目前於訓練集與測試集的準確度已達90%以上，可有效協助家長與老師掌握兒童體能狀況，進而改善兒童運動習慣不佳或強度不足之痛點。
這項服務目前運用於幼兒園、醫院早療、居家早療復健等三種不同情境。透過穿戴裝置，結合體感科技，量測兒童多重體感動作，同時藉由5G將大量數據回傳雲端，讓兒童體適能指標資訊，做為未來評估兒童成長發展的參考方向及早療輔助的數據，並可搭配早療課程與居家健體方案，讓兒童獲得更精準的醫療服務。
未來還可將對象延伸至全年齡、包含成年人、老人等等，針對不同對象需求設計出不同的演算法與模型技術進行分析，篩選出初期疾病可能性或不同層次之醫療輔助數據供醫療單位進行參考。
60GHz毫米波雷達打造智慧停車收費錶
開車是現今社會普遍且便利的移動方式，但要在都會區中快速尋得車位，是許多駕駛人共同的痛點。英飛凌科技(Infineon Technologies)攜手台灣飛鳥車電(Asuka)共同打造智慧停車收費錶，採用英飛凌60GHz毫米波雷達解決方案，可以偵測停車位是否已被佔用，並透過雲端提供即時資訊，協助駕駛者以手機App尋找可用的停車位，以減少車輛在道路上徘徊尋找車位的時間、耗能與交通流量，不但提升智慧城市中的停車體驗，增加管理停車位的效率，並且還有助於減少無謂的碳排放。
香港「智慧出行」計畫讓全港的路邊停車收費錶更換為內建英飛凌60GHz雷達技術的新停車收費錶。
這項解決方案已獲香港政府推動的「智慧出行」計畫所採用，在全港約2萬個路旁停車收費錶(俗稱咪錶) 已更換為這款新型停車收費錶。此一服務啟用至今逾2年，由於系統運作穩定，為停車帶來更大的便利和效率，獲得市民極高的滿意度。在英飛凌與飛鳥的共同努力下，類似的智慧停車系統也已在台灣特定縣市進行試營運，可望於不久的未來進行更加全面的佈建。
飛鳥車電採用英飛凌60GHz雷達技術的新一代智慧停車收費錶，已經在台灣特定縣市進行系統測試，進一步推動智慧城市的實現。
英飛凌的60GHz雷達技術在這項智慧停車錶解決方案中發揮了多項優勢，包括：在天氣環境險惡條件下仍具有優異的穿透表現(例如黑夜、大霧或大雨條件下)，反應速度快，能讓設備即時精確感測周遭環境的變化，同時具備體積精巧、低耗電、低成本的特性，因此被廣泛使用於新一代的智慧型消費性電子、智慧城市、智慧家庭等應用中。
60GHz 雷達感測器的出現，一方面催生了新的人機互動方式，也豐富了許多消費性電子產品的功能。例如Google從Pixel 4智慧型手機利用英飛凌毫米波雷達實現手勢互動(Soli計畫)，以及三星的 Frame智慧型電視透過英飛凌的雷達模組實現自動節能的功能。
在各種方興未艾的AIoT應用中，感測器扮演了物聯網中「第一哩路」的角色，結合多元且節能的感測器解決方案更能創造物聯網智慧化的商機。例如：飛鳥車電結合了英飛凌雷達感測器與PAS CO2感測器的智慧建築解決方案，已實際佈建於許多公私機構的安全監控、室內空氣品質維護、及空調通風控制等應用，用於即時偵測人員私自闖入，並實時偵測室內空氣品質及通風需求，打造健康安全又節能的新一代工作和生活環境。
智慧空氣檢測系統擴大防疫
受到全球疫情持續的影響，在任何場合呼吸的空氣品質都與健康息息相關，室內的空氣品質監測與淨化也比以往任何時候都更重要。宜鼎國際(Innodisk)集團旗下子公司維新應用科技(Sysinno Technology)與家電大廠夏普(SHARP)聯手開發AIoT智慧空氣清淨系統，具備空氣偵測到淨化功能，並在軟硬體層面實現高度整合，進一步為未來大型空間擴展高精度空氣偵測、空氣淨化與智慧防疫等新應用。
受到疫情持續的影響，室內空氣品質監測與淨化比以往任何時候都更重要。
從空氣檢測到主動空氣淨化，維新應用近年來積極推廣其高精度空氣檢測技術，並與國際家電大廠夏普攜手合作，結合夏普所創Plasmacluster自動除菌離子技術，打造雙向技術整合，維新將搭配夏普AIoT智慧空氣清淨機，打造業界新標準，該機型並已獲得日本業界採用，經實證自動除菌離子技術對新冠狀病毒有99.4%抑制效果備受看好。
維新應用專利研發的空氣品質偵測技術可確保快速記錄和分析正確的讀數，透過每分鐘的更新頻率分析空氣中的涵蓋顆粒物(PM10和PM2.5)、有害氣體、總揮發性有機化合物和其他大氣讀數。其代表性產品iAeris以人工智慧物聯網 (IoT)的理念設計，提供精確的演算法，簡化數據收集難度，並以360度全面整合來解決空氣品質問題，大大地優化在系統端的資源配置。
首波應用看好商用市場與各種智慧物聯應用，如智慧工廠、醫療、商場，辦公空間等大坪數空間，未來並將擴展到生活和工作空間的全面空氣品質控管，踏出實現智慧城市的第一步。
AIoT E-Bike瞄準健身、電競與元宇宙應用
巧連科技(Niceconn Technology)結合5G和AI的技術與創意思維，讓電動自行車(E-Bike)擴展到多樣化的AIoT E-Bike家庭/戶外智慧應用場景。
電動自行車(E-Bike)結合5G和AIoT，可打造健身、電競或元宇宙等多樣化的家庭/戶外智慧應用。
據該公司介紹，一台Bike如果要成為E-Bike需要有三大要件：馬達、電池和控制板。若再進一步結合5G與AIoT，即可進一步延伸成為AIoT E-Bike。
AIoT E-Bike在實際應用上可細分為三種類型：透過智慧系統進行大數據分析，並透過5G網路或無線技術傳輸，讓用戶隨時追蹤自己的健康與訓練成果以及改善建議，這就是健身Healthy E-Bike；透過雲端互動平台與遊戲帶出電競的時尚樂趣，這就是電競Gaming E-Bike；再結合虛擬實境(VR)元宇宙(Metaverse)和延展實境(XR)的沉浸式體驗，這就是元宇宙META E-Bike。
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Smart HMI賦予產品設計無限可能
歡迎來到智慧人機介面(Smart HMI)的世界！想像一下：冰箱、烤箱、洗衣機和烘乾機、立式空調、恆溫器、通用遙控器、家庭娛樂系統，以及從咖啡機到食品加工機的桌上型電器—所有這些都能透過直觀的語音指令、手勢和人臉辨識綜合功能進行控制。
Smart HMI大幅簡化了我們操控智慧連網裝置以及與其連接的方式。
特別是隨著晶片、軟體和機器學習(ML)技術不斷推陳出新，正以各種HMI可能性實現更加智慧的世界，同時也簡化了我們控制日益智慧化的物聯網裝置以及與其連接的方式。恩智浦半導體(NXP Semiconductors)邊緣處理事業部產品總監林明介紹，其Smart HMI解決方案能以更低成本將本地語音控制、語音辨識、人臉和手勢辨識添加到各種智慧家電、小家電、建築物自動化裝置和工業物聯網應用。
傳統上，自己動手開發高階HMI具有挑戰性且比較複雜，通常需要漫長的學習過程，或者需要瞭解ML/AI、機器視覺和語音辨識技術等方面的專業知識。對於希望向其物聯網產品添加語音和視覺技術的嵌入式開發人員而言，此EdgeReady Smart HMI解決方案以端到端支援為後盾，涵蓋多種硬體、軟體、工具和示例，有助於其在短短幾個月內完成從概念到量產的過程。
Smart HMI解決方案的核心是SLN-TLHMI-IoT開發套件，搭載NXP i.MX RT117H MCU，可為邊緣ML和HMI多工處理提供充足的性能和即時回應能力，並能執行人臉生物特徵驗證、音訊前端即時運行庫和ML語音引擎。透過Smart HMI，還可以為電梯、醫療裝置、繳費終端、門鎖和其他建築物門禁啟用免接觸式操控。
AIoT落實門禁管制與身分驗證
AIoT最常見的應用情境之一就是門禁管制與身份驗證。透過人臉辨識提供精準、快速的人員身份認證，可授權相關人員出入或在偵測到可疑人士、黑名單人士時發送即時告警。
整合人臉辨識的AIoT門禁管理和身分驗證有助於提升安全性。
訊連科技(CyberLink)與日本系統整合商伊藤忠(CTC)合作，將FaceMe SD人臉辨識引擎導入CTC的車輛檢驗資訊系統並獲日本豐田汽車採用，在人員配戴口罩與護目鏡的狀態下，精準辨識人員身份，不僅有利於後續車輛檢驗工作，並提升車輛品質管理流程的工作效率。使用人臉辨識的無接觸方式驗證人員身份，更可以降低廠區內病毒傳染風險。
整合人臉辨識的門禁管理和身分驗證還可提升人員操作器械的安全性。無論是電子鎖、智慧藥櫃、門禁機的身份驗證，或行動裝置等設備的使用者登入流程，都能利用人臉辨識技術大幅強化安全性與使用者體驗。
協助智慧製造實現環安衛最後一哩路
針對製造業中人力老化可能衍生缺工與人才斷層、品質與時效等問題，全新的工作型態在產線、設備裝機與維護以及人員培訓等方面構成了嚴峻的挑戰。所羅門科技(Solomon Technology)運用自家視覺AI智慧化關鍵技術，結合參數科技(PTC)物聯網與擴增實境(AR)解決方案，協助製造業善用遠端與零接觸技術，實現環安衛最後一哩路。
AI扮演保存並延續專業知識與經驗的「即戰力」，結合AR輔助人員在產線的操作，有助於加速實現智動化。
由於AI扮演保存並延續專業知識與經驗的「即戰力」，結合AR技術輔助，可協助人員在產線中的移動、取放、操作及確認更具彈性，有效補足導入全自動化檢測時冗長的系統整合陣痛期，加速邁向智動化。
此基於人工智慧的穿戴式AI在智慧製造中扮演關鍵角色，它整合了AR眼鏡、Android手機平板電腦等行動裝置；視覺AI、IIoT與機器學習，搭配PTC的AR軟體及其ThingWorx物聯網軟體平台，透過虛實整合科技，即使是無經驗的新手工程師，也能透過AR眼鏡獲取操作指引而快速上線，依序進行SOP流程驗證、即時回饋指引、檢測分類等工作，不僅提高人員工作效率與機台稼動率，對於半導體製造廠、電力公司等講求環、安、衛的廠房也特別需要。
即時AI振動分析守護設備健康狀態
隨著智慧製造的議題和工業自動化發展逐漸普及，結合AI技術的智慧振動診斷監測由於能預先掌握生產設備的健康狀況，從而有效實現最佳化產品品質，正成為重要的發展方向。
結合AI技術的智慧振動診斷監測有助於預先掌握生產設備的健康狀況，把關產品品質與效率。
從PCB鑽孔機斷針預測、工具機刀塔健康狀態監控及預測到半導體設備廠馬達檢測，皓博科技(Harbortech)智慧振動診斷監測解決方案將振動頻率以源自聲學的音頻處理技術整合AI演算法的降噪技術，並結合自行研發的寬頻低噪振動感測器，解決了過去在複雜環境中難以達成的振動主頻偵測及振動模型預測的難題，有助於協助產業加速智慧化轉型。
該智慧振動診斷監測(SVDM)解決方案由智慧型振動感測器、Edge AI閘道器和AI數據分析平台組成，智慧型振動感測器具有:及時AI邊緣運算、體積小容易安裝和容易擴充的特色，在現有的設備及環境中可以輕鬆的架設，並且可以經由AI數據分析平台自動學習各種振動資料並更新AI邊緣運算演算法，以達到最佳檢測效果。
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