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兩隻手還不夠用?現今高科技陸續研發製造「第三隻手」,可大幅節省力氣也可作為手臂殘疾人士的「再生手」。最近,加拿大社布魯克大學(Université de Sherbrooke)研究...
立即Follow @businessfocus.io 【先進科技】兩隻手不夠用?加拿大究發出人人可裝的「第三隻手」
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兩隻手還不夠用?現今高科技陸續研發製造「第三隻手」,可大幅節省力氣也可作為手臂殘疾人士的「再生手」。最近,加拿大社布魯克大學(Université de Sherbrooke)研究人員發明了一個可以固定在腰間的機械手臂,幫助使用者執行艱難勞力工作。除此之外,京東科技早前也發布了AI仿生手,能幫助傷殘人士進行日常活動,並能大幅度提升該人群的勞動效率。
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加拿大社布魯克大學研究的這一款外戴式機械手臂被稱為額外機械臂(Supernumerary robotic arm),可幫助人們執行特定任務時,提供額外的幫助並節省力氣。這款穿戴在腰部的液壓式手臂系統具有三個自由度(x、y、z軸的平移運動),由磁流變離合器(Magnetorheological Clutch)和液靜壓轉動裝置(Hydrostatic Transmission)驅動,以「在工業和家庭應用中模仿人類手臂的功能性表現」為發展目的。機械手臂每秒可移動3.4公尺,並能夠提起重達5公斤的物體。該機器手臂的重量與人的手臂差不多,但是需要另一個人透過迷你版機器手臂來控制。
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這款機械手臂的力量足以強壯到擊穿牆壁,使用者可輕易執行各種艱鉅工作。研究人員表示,這技術不但可以協助摘水果、油漆、打羽球、清洗窗戶,甚至還可以拆除牆壁。但是,研究團隊人員希望,未來能在機械手臂上增加感測器和AI技能,讓它能夠自主理解和檢測人類想做的東西,這樣它就能支持更多任務。
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另一方面,京東數科和清華大學合作進行仿生手領域的深度研發,並已實現了快速識別肌電信號的AI仿生手,可在0.5秒內迅速識別和響應肌電信號,準確率高達100%。這款可穿戴AI仿生手借助傳感器和人工智能,從一遲鈍的機械化手臂變成像人手一樣靈活還有感知能力。通過神經接口將感知的事物輸進大腦,並按照大腦的指令去實行任務。
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AI仿生手的外型簡單靈巧,製作概念還綜合了機械電子、生物醫學、信息技術、仿生學和材料學的運用。它擁有15個靈活關節,並且能實現多關節同時控制和精細運作,還能通過內置智能感知模塊和AI算法進行自動操作。這款仿生手能協助傷殘人士實現握、拿和攪拌的動作,而且還能代替技術人員進行高危作業,如在易爆、易燃和劇毒的環境下執行任務,以保障生命安全。因此,它可以是傷殘人士的「再生手」,亦可以是身體健全人士的「第三隻手」。
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京東數科表示,仿生手依賴觸覺傳感器的發展和人工智能兩大技術。未來仿生手還能擁有像人一樣的感知和發展能力,可進行多種任務。目前包括計算機,許多行業都往生物方向研究,只有像生物靠攏,才能讓機器越來越人性化。
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Text by BusinessFocus Editorial
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三軸感測器應用 在 SEMI 國際半導體產業協會 Facebook 的最佳解答
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三軸感測器應用 在 竹科大小事 Facebook 的最佳貼文
🤩大尺寸、高耐震度、全溫操作🏎
來達科技第一代微機電光學微鏡進軍市場💪💪💪
🏢位於新竹科學園區內專注於光學微鏡模組研發的新創公司-來達科技股份有限公司(Compertum Microsystems Inc.,下稱來達科技),成功推出用於光達感測器(Light Detection and Ranging, LiDAR)的雙軸微機電(2D-MEMS)光學微鏡-M21K1👏👏👏。相較目前市場上的光學微鏡,這項產品具備👐大尺寸(短軸4mm*長軸5.6mm)、😇優秀耐震能力(衝擊試驗>200G)及可🕹全溫範圍操作(溫度範圍-40°C~85°C)等特性,可提升微機電微鏡車用光達感測器的穩定度,並廣泛應用於自駕車、無人機、工業用機器人及地圖製作等產業。
✨光達感測器一般可區分為傳統機械式、混合固態式及純固態式三種,市場上普遍認為混合固態式光達最有可能及時商用;而混合固態式光達所用的光束轉向元件,又分稜鏡式以及微機電微鏡式兩種,但實質應用上稜鏡式會有偵頻數不高的缺點,而微機電微鏡式則在尺寸、耐震度及全溫操作等方面為市場所詬病。
⚙️來達科技本次開發的雙軸微機電光學微鏡(M21K1),則解決市場上的痛點,提供最佳解決方案👍👍👍。其具有在相同視場角要求下,尺寸遠大於美日大廠的競爭產品,且沒有X-Y軸互相干擾問題;在全溫操作下,共振頻飄移僅小於3%👏👏👏,在實際應用上即使有溫度和環境的變異,M21K1因具有特殊轉角回饋機制可及時監測及控制微鏡的轉軸角,可達到光束轉向的穩定輸出。再則,因生產的可製造性高,預期來達科技的M21K1在成本上會相當具有競爭力。🥰
⭐️來達科技自2020年1月進駐新竹科學園區後,有效組建包含光學、機械、電子、微機電等背景的工程團隊,利用科學園區充沛的半導體供應鏈及創辦人的人脈,快速推出可商用的微機電光學微鏡樣品。來達科技總經理劉建昌博士表示,竹科的創業環境以及臺灣豐沛的人才庫,得以讓來達科技在最短的時間裡,解決業界長期想發展低成本、高性價比光達感測器的技術難點,來達科技的M21K1產品可提供回饋信號,能明確知悉微鏡的及時位置,進而減低點雲的計算誤差,從而幫助光達系統商獲取所需的系統參數。
🌈目前來達科技除可提供雙軸、單軸微鏡外,亦可協助客戶進行客製化,目前已在市場上提供微機電微鏡工程樣片及相關驅動程式予光達系統商,系統商將可利用來達科技所提供的元件整合到光達系統中,讓低成本、可靠性高的自駕技術快速普及。🤩
(圖為來達科技微機電光學微鏡:M21K1)
三軸感測器應用 在 台灣物聯網實驗室 IOT Labs Facebook 的最佳貼文
邊緣AI 2026將成 IoT晶片發展核心
04:102021/05/02 工商時報 集邦科技資深分析師曾伯楷
隨著智慧工廠、城市等場景對數據分析越發需要精準、即時且大量處理的需求,AI與IoT結合已是現在進行式。在AI晶片助益下,IoT邊緣與終端裝置可透過機器學習或深度學習等技術加值,同時帶出無延遲、低成本、高隱私等優勢,顯示出AI晶片的重要性。預估全球AI晶片產值至2025年將達720億美元。
與此同時,邊緣運算透過AI使終端設備於運行上更加智慧,不僅保有邊緣運算於延遲性、隱私性、連接性、功耗、成本等優勢,並進一步使系統具有主動性與智慧性。若以場景角度切入,邊緣AI相較傳統邊緣運算,其主要帶來的效益包括數據處理過濾和邊緣智慧分析,此也將成為兩技術持續結合的動能。
一、MCU、連接晶片、AI晶片為IoT晶片產業鏈三大關鍵零組件。 物聯網在傳統上多以感知層、網路層、系統層與應用層作為架構堆疊,主要經濟效益雖來自應用層的智慧情境發展,然感知層所需的產業鏈之上游零組件仍是支撐終端場景運作重要核心,其中又以微控制器(MCU)、連接晶片與AI晶片最關鍵。
MCU方面,建立在高效能、低功耗與高整合發展主軸下,IoT MCU現行從通用MCU演化成特定為IoT應用或場景所打造,如2021年3月STMicroelectronics推出新一代超低功耗微控制器STM32U5系列,可用於穿戴裝置與個人醫療設備;Silicon Labs同期推出PG22 32位元MCU,主打空間受限且須低功耗的工業應用、Renesas RA4M2 MCU著眼IoT邊緣運用等。
連接晶片方面,受物聯網設備連線技術與標準各異影響,通訊成物聯網晶片中相當重要的一環,從蜂巢式的4G、5G、LTE-M、NB-IoT,到非蜂巢式的LoRa、Sigfox、Wi-Fi、Wi-SUN等,從智慧城市、工廠、家庭至零售店面皆被廣泛運用,範圍擴及至太空,如2020年下旬聯發科與國際航海衛星通訊公司(Inmarsat)合作,成功以NB-IoT晶片完成全球首次5G物聯網高軌衛星資料傳輸測試。AI晶片方面,隨著智慧工廠、城市等場景對數據分析越發需要精準、即時且大量處理的需求,AI與IoT結合已是現在進行式。此外,Microsoft在其2021年3月舉辦的年度技術盛會Ignite 2021上指出,2022年邊緣運算市場規模將達到67.2億美元,與深度學習晶片市場相當吻合,亦提及市場預估至2025年全球深度學習晶片市場將有望達663億美元。同時,Microsoft認為至2026年全球AI晶片有3/4將為邊緣運算所用,顯示出IoT晶片於邊緣運算的發展將成未來廠商重要布局之一。
二、邊緣AI效益顯著,成長動能仰賴數據處理過濾、邊緣智慧分析。
首先,從邊緣運算定義來看,市場雖已談論數年但定義與類別始終未統一,原因是各廠商於邊緣託管工作的目的不盡相同。例如對電信商而言,初步處理數據的微型數據中心是其邊緣端,而對製造商來說邊緣裝置可能是生產線的感測器,此也造就邊緣運算的分類方式略有出入。另外,例如IBM有雲端邊緣、IoT邊緣與行動邊緣的類別,ARM多將邊緣視為雲端與終端間的伺服器等裝置,亦有個人邊緣、業務邊緣、多雲邊緣等類型。
其次,從邊緣運算類別來看,現行分類趨勢和研究方式尚有以數據產生源為核心,藉由設備與數據源的物理距離作為分類參考,並將其分為厚邊緣(Thick Edge)、薄邊緣(Thin Edge)與微邊緣(Micro Edge)。厚邊緣多用以表示處理高數據流量的計算資源,並配有高階CPU、GPU等,例如數據中心的數據儲存與分析;薄邊緣則包含網路設備、工業電腦等以整合數據為主要目的,除了配有中間處理器外,也不乏GPU、ASIC等AI晶片;微邊源因與數據源幾無距離,故常被歸類為生成數據的設備或感測器,計算資源雖較為匱乏,但也可因AI晶片發揮更大效益。
整體而言,邊緣運算透過AI使終端設備於運行上更加智慧,不僅保有邊緣運算於延遲性、隱私性、連接性、功耗、成本等優勢,並進一步使系統具有主動性與智慧性,在平台管理、工作量合併與分布式應用也更有彈性。若以場景角度切入,邊緣AI相較傳統邊緣運算,其主要帶來的效益提升包括數據處理過濾和邊緣智慧分析,此也將成為兩技術持續結合的動能。
數據處理與邊緣分析於過往邊緣運算時已可做到,並在AI加值下進一步提升效益。以前者而言,數據透過智慧邊緣計算資源可在邊緣處預先處理數據,且僅將相關資訊發送至雲端,從而減少數據傳輸和儲存成本;從邊緣分析效能來看,過往多數邊緣運算資源處理能力有限,運行功能時往往較為單一,而邊緣智慧分析透過AI晶片賦能,進而能執行更為繁複、低延遲與高數據吞吐量的作業。
三、全球大廠搶攻IoT晶片市場,中國加重AI晶片發展力道。
IoT晶片於邊緣運算所產生的效益,使其成為廠商重要策略布局領域,雲端大廠如Google、AWS等紛紛投身晶片自製;傳統晶片大廠如ARM最新產品即鎖定邊緣AI於攝影機和火車的辨識應用、Intel亦投資1.3億美元於十餘家新創AI晶片設計廠商,NXP Semiconductors、Silicon Labs、ST則陸續在其MCU或SoC添加邊緣AI功能。此外,新創企業Halio、EdgeQ、Graphcore皆以AI晶片為主打。整體而言,若以區域來看,歐美大廠聚焦加速AI運算效能,但最積極發展AI晶片產業的則屬產官學三方皆支持的?心,代表性廠商包含地平線、華為旗下海思等代表;台灣則由產業聯盟領頭與聯發科和耐能等重要廠商。
(一)中國產官學助力,2023年AI晶片產值估將逼近35億美元。
AI產業是中國發展重點之一,其輔助政策如2017年《新一代人工智能發展規劃》、《2019年促進人工智能和實體經濟深度融合》,至「十四五」與「新基建」,都將AI視為未來關鍵國家競爭力。各大廠也因此陸續跟進,如百度發布AI新基建版圖著眼智慧雲伺服器;阿里宣布未來至2023年將圍繞作業系統、晶片、網路等研發和建設,騰訊則聚焦區塊鏈、超算中心等領域。
產官學研加重AI的發展力道也反映於AI晶片上,ASIC(特殊應用基體電路)廠商比比皆是。其中,AI晶片布局物聯網領域的廠商眾多,包含瑞芯微、雲天勵飛、平頭哥半導體、全志科技等,主要面向雲端運算、行動通訊、物聯網與自動駕駛四大領域。其中,物聯網領域進一步聚焦於智慧家庭、智慧交通、智慧零售與智慧安防部分,執行語音、圖像、人臉與行為辨識等應用。若進一步聚焦於邊緣運算領域,則以地平線、寒武紀、華為海思、比特大陸、鯤雲科技等最為積極。整體而言,TrendForce預估,中國AI晶片市場有望從2019年13億美元增長至2023年近35億美元。
綜觀中國AI晶片發展,雖有中美貿易摩擦導致設計工具、製造封測等環節較受限制,且開發成本始終居高不下,然而,藉由產官合作以及中國內需市場需求動能,仍能有效支撐該產業成長。若以邊緣運算來看,鑒於AIoT市場持續茁壯,特定應用的ASIC將是重要發展趨勢,尤以汽車、城市與製造業來看,相關場景應用如人身語音行為辨識、人車流量辨識、機器視覺等需求皆相當明朗,預期也將成廠商中長期發展主軸。
(二)台灣人工智慧晶片聯盟積極整合,監控與機器人為邊緣AI應用兩大方向。
台灣廠商聯發科和耐能同樣結合邊緣運算與AI兩技術作策略布局,就整體產業而言,2019年由聯發科、聯詠、聯電、日月光、華碩、研揚等廠商共同組成的台灣人工智慧晶片聯盟(AITA)發展迄今已越趨成形,各關鍵技術委員會(SIG)亦訂定短中長期發展目標。
邊緣AI發展則由AI系統應用SIG推動,其第一階段至2020年著眼半通用AI晶片發展與智慧監控系統應用平台的裝置端推論,2021年則聚焦以裝置端學習系統參考設計,以及軟硬體發展平台的裝置端學習為主,並規劃在2023年能以多功能機器人為主體,發展多感知人工智慧和智慧機器人AI晶片發展平台。
換言之,藉由業界在智慧裝置、系統應用與AI晶片的串聯,短期至2022年都將是台灣邊緣AI大力發展階段,並朝智慧監控、多功能機器人深化,預期此也將帶動系統整合的凌群、博遠,終端設備的奇偶、晶睿碩,以及晶片設計的聯發科、瑞昱等邊緣AI商機;但相較中國廣大內需市場,台灣仍需藉由打造讓晶片廠和系統商充分整合的互補平台,以利降低晶片開發成本,並從其中尋求更多可供切入的大廠產業鏈。
附圖:2019~2023年中國AI晶片市場推估
AI於IOT流程主要著眼數據處理與分析之效
台灣人工智慧晶片聯盟系統應用SIG發展架構
資料來源:https://www.chinatimes.com/newspapers/20210502000153-260511?fbclid=IwAR0zlvUv8MKpcHrbgpa3xRAFaQXaxZuep9TCeZ-75myILNjuDV4SWEIdKZ8&chdtv