Mikä on Edge AI & Edge Computing?

Edge AI on yksi merkittävimmistä uusista tekoälyalan osa-alueista, ja sen tavoitteena on mahdollistaa tekoälyprosessien suorittaminen ilman, että on huolehdittava tietosuojasta tai hidastumisesta johtuen tietoliikenteen viiveistä. Edge AI mahdollistaa laajemman ja yleisemmän tekoälyn käytön, jolloin älylaitteet voivat reagoida nopeasti syötteisiin ilman pilvipalveluja. Vaikka tämä on nopea määritelmä Edge AI:lle, tutustukaamme tarkemmin Edge AI:hin tutkimalla sen mahdollistavia teknologioita ja katsomalla joitain Edge AI:n sovelluksia.

Mikä on Edge Computing?

Jotta voisimme todella ymmärtää Edge AI:ta, meidän on ensin ymmärrettävä Edge Computing, ja parhaiten Edge Computingin ymmärtäminen on vastakohtana pilvilaskentaan. Pilvilaskenta on laskentapalvelujen toimittaminen internetin kautta. Sen sijaan Edge Computing -järjestelmät eivät ole yhteydessä pilveen, vaan toimivat paikallisilla laitteilla. Nämä paikalliset laitteet voivat olla omistettu Edge Computing -palvelin, paikallinen laite, tai Internet of Things (IoT) -laite. On useita etuja Edge Computingin käytölle. Esimerkiksi internet/pilvipohjaisen laskennan nopeus on rajoitettu viiveellä ja kaistanleveydellä, kun taas Edge Computing ei ole näiden rajoitusten alainen.

Mikä on Edge AI?

Kun ymmärrämme Edge Computingin, voimme tutustua Edge AI:hin. Edge AI yhdistää tekoälyn ja Edge Computingin. Tekoälyalgoritmit suoritetaan laitteilla, jotka pystyvät Edge Computingiin. Tämän etu on, että data voidaan prosessoida reaaliajassa ilman yhteyttä pilveen.

Useimmat uusimmat tekoälyprosessit suoritetaan pilvessä, koska ne vaativat suuren määrän laskentatehoa. Tämän seurauksena nämä tekoälyprosessit voivat olla haavoittuvia katkoksiin. Koska Edge AI -järjestelmät toimivat Edge Computing -laitteilla, tarvittavat tietokäsittelyoperaatiot voivat tapahtua paikallisesti, ja ne voidaan lähettää, kun internet-yhteys on muodostunut, mikä säästää aikaa. Syväoppimisalgoritmit voivat toimia itse laitteella, josta data on peräisin.

Edge AI on tulevaisuudessa yhä tärkeämpää, koska yhä useammalle laitteelle on tekoälyä tarve tilanteissa, joissa ne eivät voi käyttää pilvipalveluja. Mietikää, kuinka moni tehdasrobotti tai kuinka moni auto on varustettu tietokoneen näön algoritmeilla. Viive tietoliikenteessä voisi olla kohtalokas näissä tilanteissa. Itseajavat autot eivät voi kärsiä viiveitä havaitessaan esineitä kadulla. Koska nopea reagointiaika on niin tärkeää, laitteen itsensä on oltava varustettu Edge AI -järjestelmällä, joka mahdollistaa kuvien analysoinnin ja luokittelun ilman pilvipalveluja.

Kun Edge-tietokoneet luovuttavat tietokäsittelytehtävät, jotka suoritetaan yleensä pilvessä, seurauksena on reaaliaikainen matala viive, reaaliaikainen käsittely. Lisäksi rajoittamalla tietoliikenteen määrää vain tärkeimpiin tietoihin, voidaan vähentää tietoliikenteen määrää ja minimoida viestintäkatkokset.

Edge AI ja Internet of Things

Edge AI yhdistyy muihin digitaalisiin teknologioihin, kuten 5G:een ja Internet of Thingsiin (IoT). IoT voi tuottaa dataa Edge AI -järjestelmien käyttöön, kun taas 5G -tekniikka on välttämätöntä sekä Edge AI:n että IoT:n kehittämiselle.

Internet of Things viittaa joukkoon älylaitteita, jotka ovat yhteydessä toisiinsa internetin kautta. Kaikki nämä laitteet tuottavat dataa, jota voidaan syöttää Edge AI -laite, joka voi toimia myös väliaikaisena tallennusyksikkönä datalle, kunnes se on synkronoitu pilvipalvelun kanssa. Tietojen käsittelymenetelmä mahdollistaa suuremman joustavuuden.

Viidennen sukupolven matkapuhelinverkko, 5G, on kriittinen sekä Edge AI:n että Internet of Thingsin kehittämiselle. 5G pystyy siirtämään dataa huomattavasti suuremmilla nopeuksilla, jopa 20 Gbps, kun taas 4G pystyy toimittamaan dataa vain 1 Gbps nopeudella. 5G tukee myös paljon enemmän yhtäaikaisia yhteyksiä kuin 4G (1 000 000 neliökilometrillä vs. 100 000) ja parempaa viiveaikaa (1 ms vs. 10 ms). Nämä 4G:n ylittävät edut ovat tärkeitä, koska IoT:n kasvaessa myös datamäärä kasvaa, ja siirtoputken nopeus vaikuttaa siihen. 5G mahdollistaa enemmän laitteiden välistä vuorovaikutusta, joista moniin voidaan asentaa Edge AI.

Edge AI:n sovellukset

Edge AI:n sovellukset ovat melkein kaikki tapaukset, joissa datan käsittely olisi tehokkaampaa paikallisella laitteella kuin pilvipalvelussa. Sovellukset voivat kuitenkin sisältää esimerkiksi itseajavia autoja, autonomeja drooneja, kasvojentunnistusta ja digitaalisia avustajia.

Itseajavat autot ovat yksi merkittävimmistä sovelluksista Edge AI:lle. Itseajavien autojen on jatkuvasti skannattava ympäröivää ympäristöä ja arvioitava tilannetta, tehden korjauksia reitilleen lähellä olevien tapahtumien perusteella. Reaaliaikainen datan käsittely on kriittistä näissä tapauksissa, ja sen seurauksena niiden laitteiston Edge AI -järjestelmät ovat vastuussa datan tallennuksesta, manipuloinnista ja analyysistä. Edge AI -järjestelmät ovat välttämättömiä tasolle 3 ja tasolle 4 (täysin autonomiset) ajoneuvojen markkinoille saattamiseksi.

Koska autonomiset droonit eivät ole ihmisten ohjattavissa, niillä on samat vaatimukset kuin itseajavilla autoilla. Jos droni menettää hallinnan tai vikaantuu lentäessään, se voi syöksyä maahan ja vahingoittaa omaisuutta tai henkilöitä. Droonit voivat lentää hyvin kaukana internet-yhteyden päästä, ja niiden on oltava varustettu Edge AI -ominaisuuksilla. Edge AI -järjestelmät ovat välttämättömiä palveluille, kuten Amazon (AMZN ) Prime Air, joka aikoo toimittaa paketteja dronien avulla.

Toinen sovellus Edge AI:lle on kasvojentunnistusjärjestelmät. Kasvojentunnistusjärjestelmät perustuvat tietokoneen näön algoritmeihin, jotka analysoivat kameran keräämää dataa. Kasvojentunnistussovellukset, jotka toimivat tehtävien, kuten turvallisuuden, toteuttamiseksi, on toimittava luotettavasti myös silloin, kun ne eivät ole yhteydessä pilveen.

Digitaaliset avustajat ovat yksi yleisimmistä sovelluksista Edge AI:lle. Digitaaliset avustajat, kuten Google Assistant, Alexa ja Siri, on kyettävä toimimaan älypuhelimilla ja muilla digitaalisilla laitteilla, vaikka ne eivät olisikaan yhteydessä internetiin. Kun data käsitellään laitteessa, ei ole tarvetta toimittaa sitä pilveen, mikä auttaa vähentämään liikennettä ja turvata yksityisyyden.