有沒(méi)有辦法在邊緣簡(jiǎn)化機(jī)器學(xué)習(xí)算法的創(chuàng)建和驗(yàn)證？這是 SensiML 在Virtual ST Developers Conference 2020期間的熱門(mén)演講中回答的一個(gè)問(wèn)題。人工智能在展會(huì)上占有重要地位。我們甚至在 ST 博客主辦的設(shè)計(jì)公司圓桌會(huì)議上看到了它。在討論過(guò)程中，小組成員解釋了客戶(hù)如何開(kāi)始要求具有機(jī)器學(xué)習(xí)功能的產(chǎn)品。因此，我們認(rèn)為有必要與ST 合作伙伴計(jì)劃成員 SensiML 的首席執(zhí)行官兼創(chuàng)始人 Chris Roger 坐下來(lái)了解他的團(tuán)隊(duì)在 ST 開(kāi)發(fā)者大會(huì)上展示的工具的范圍和重要性的更多背景信息。

挑戰(zhàn)：前端數(shù)據(jù)收集

盡管專(zhuān)家們多年來(lái)一直在談?wù)撍?，但邊緣的機(jī)器學(xué)習(xí)仍然是一項(xiàng)年輕的技術(shù)。因此，工程師經(jīng)常不得不依賴(lài)許多不同的工具和復(fù)雜的工作流程。因此，當(dāng)團(tuán)隊(duì)從開(kāi)發(fā)過(guò)程的一個(gè)步驟轉(zhuǎn)移到下一個(gè)步驟時(shí)，他們可能會(huì)面臨更大的挑戰(zhàn)。SensiML 使用涵蓋數(shù)據(jù)捕獲、算法生成和驗(yàn)證的端到端工具包解決了這個(gè)問(wèn)題。此外，SensiML 解決方案也是透明的，可通過(guò) GUI 和 Python IDE 進(jìn)行擴(kuò)展。因此，一旦團(tuán)隊(duì)開(kāi)始掌握機(jī)器學(xué)習(xí)應(yīng)用程序，他們就不會(huì)超越它，但新手仍然可以使用它。事實(shí)上，該公司提供了許多教程和視頻以上解釋了工程師如何使用 SensiML 工具包。因此，我們認(rèn)為有必要進(jìn)一步推動(dòng)對(duì)話，并決定與 Chris 討論 TinyML 應(yīng)用程序的一些主要缺陷，以及他的團(tuán)隊(duì)正在做些什么來(lái)進(jìn)一步優(yōu)化工作流程。

數(shù)據(jù)采集

SensiML 數(shù)據(jù)倉(cāng)庫(kù)和 SensorTile.box 支持

數(shù)據(jù)捕獲本身就是一個(gè)難以解決的問(wèn)題，因?yàn)槟切](méi)有數(shù)據(jù)的人必須進(jìn)行大量投資才能獲得數(shù)據(jù)，因?yàn)閾碛袛?shù)據(jù)的人寧愿自己保留也不愿分享。因此，SensiML 是一個(gè)獨(dú)特的合作伙伴，因?yàn)樵摴窘鉀Q了這兩個(gè)問(wèn)題。首先，它提供了一個(gè)用作數(shù)據(jù)集庫(kù)的數(shù)據(jù)倉(cāng)庫(kù)。一些示例甚至附帶教程，以幫助剛接觸機(jī)器學(xué)習(xí)應(yīng)用程序的團(tuán)隊(duì)。其次，SensiML工具包連接到SensorTile.box，使用ST的傳感器平臺(tái)采集信息。 上面的視頻演示實(shí)際上展示了如何使用我們的電路板快速捕捉風(fēng)扇振動(dòng)。只需點(diǎn)擊幾下，SensiML 軟件就可以通過(guò)串行端口傳輸傳感器的數(shù)據(jù)。

從 BLE 到 MQTT

SensiML CEO 還告訴我們他的工程師如何使用 SensorTile 來(lái)評(píng)估低功耗藍(lán)牙的局限性。該協(xié)議的低數(shù)據(jù)速率迫使他們依賴(lài)外部存儲(chǔ)卡，因?yàn)橄到y(tǒng)無(wú)法一次傳輸所有內(nèi)容。因此，SensiML 團(tuán)隊(duì)意識(shí)到他們需要一些更強(qiáng)大的東西，特別是對(duì)于工業(yè)應(yīng)用。Chris 解釋說(shuō)，他的團(tuán)隊(duì)致力于使用 MQTT 協(xié)議與 ST 傳感器進(jìn)行交互。這需要時(shí)間，但他們最終能夠使用 MQTT over serial 來(lái)減少開(kāi)銷(xiāo)，同時(shí)受益于更高的數(shù)據(jù)速率。如今，SensiML 用戶(hù)只需選擇一個(gè)選項(xiàng)即可輕松利用所有這些功能。

優(yōu)化工作流程

自動(dòng)貼標(biāo)

SensiML 演示文稿引人注目的另一個(gè)原因是它解決了一個(gè)經(jīng)常被設(shè)計(jì)師忽視的挑戰(zhàn)：標(biāo)簽。擁有一個(gè)或多個(gè) AI 項(xiàng)目的團(tuán)隊(duì)知道數(shù)據(jù)收集的難度。我們最近在分享 ST 工程師如何設(shè)計(jì)我們的嬰兒哭泣檢測(cè)器應(yīng)用程序時(shí)強(qiáng)調(diào)了這一事實(shí)。數(shù)據(jù)采集??具有挑戰(zhàn)性。然而，一旦工程師有了數(shù)據(jù)集，他們?nèi)匀恍枰獙?duì)其進(jìn)行標(biāo)記，這是另一個(gè)影響巨大的復(fù)雜過(guò)程。大多數(shù)競(jìng)爭(zhēng)框架都以龐大的 CSV 文件開(kāi)始，這些文件變得非常笨拙。這種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)很容易出錯(cuò)，部分原因是標(biāo)記過(guò)程變得如此乏味。

SensiML 使用捕獲信號(hào)并標(biāo)記它們的工具解決了這個(gè)問(wèn)題。例如，它的數(shù)據(jù)洞察技術(shù)可以自動(dòng)化標(biāo)簽操作。用戶(hù)首先描述了幾十個(gè)例子。然后，該工具包會(huì)推斷出它認(rèn)為是相同的樣本。因此，工程師只需要驗(yàn)證工具的自動(dòng)標(biāo)簽或更改一些虛假數(shù)據(jù)。最終，這個(gè)過(guò)程變得更簡(jiǎn)單、更快、更愉快。SensiML 還提供版本控制功能。如果團(tuán)隊(duì)處理多個(gè)數(shù)據(jù)集并由于問(wèn)題不斷增加而希望回溯到較早的注釋?zhuān)麄兛梢允褂没貪L功能返回到首選會(huì)話。

使用 STM32CubeMX 和 LSM6DSOX

上面的視頻很好地解釋了 SensiML 工作流程，并展示了工程師如何更快地開(kāi)發(fā)機(jī)器學(xué)習(xí)應(yīng)用程序。此外，Chris 還告訴我們，工作流優(yōu)化的下一步是與STM32CubeMX更好地交互。

審核編輯：郭婷