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【活動報導】跨領域也能玩AI!競賽概念組發掘多元應用

   

作者:謝涵如

Intel® DevCup x OpenVINO™ Toolkit競賽不只「實作組」有許多優秀團隊,「概念組」也提出許多令人驚艷的創新想法!大多來自跨領域專業的他們,思考範圍橫跨智慧醫療、交通甚至到畜牧等多重領域,結合生活上的痛點,創意不輸科班出身的專業團隊。

本次社聚邀請到2021年競賽的「概念組」得獎團隊,和觀眾一起探討如何透過Edge AI創造更多的應用與解決方案。

智慧導盲車提供環境識別與避障導引

冠軍團隊「你是我的眼」由中原大學資訊工程系的學生組成,他們在搜尋資料後,發覺台灣的視障人口其實遠比想象中多,有六萬人左右。

而傳統的導盲杖功能相當侷限,無法完全掌握前方的狀況,導盲犬更是僧多粥少,全台合法導盲犬僅四十隻左右,明顯不敷使用,此外,培育導盲犬所需的成本非常高昂也是使導盲犬無法普及的一大原因。

因此團隊提出了AI人工智慧導盲車的構想,希望能透過語音傳達告知環境資訊,幫助視障者更有效掌握前方路況,藉以改善視障者的生活品質。

在導盲車的架構設計上,分享者陳宥呈表示,為了讓導盲車能運行自如,不受障礙物干擾,團隊採用ROSKY作為實驗車體,同時搭載Object Detection物件辨識機制協助導盲車辨識環境中的障礙物,再利用Robot Navigation系統進行地圖建置,自動規劃路線逬帶領使用者前往目的地。

團隊還規劃使用Image Captioning技術,利用CNN模型分析攝影機獲得的影像,讓導盲車能在感知周圍環境的同時,根據周遭環境產生描述語句,並且即時反映給視障者。

利用OpenVINO優化模型有效解決團隊遭遇的效能瓶頸。

而在研發過程中遇到最大的問題,是描述語句生成的速度遭遇效能瓶頸。團隊成員劉宇廷提到,在筆記型電腦上測試時,推論出一句描述語句的速度約為0.83秒,然而當團隊把模型放到ROSKY上時,因CPU效能不足,產生一句語句的時間長達12.95秒,明顯不符合即時性的需求。

不過還好模型經過OpenVINO工具進行效能最佳化後,運算速度顯著提升,語句的生成速度也提升到0.73秒,問題迎刃而解。

劉宇廷表示:「OpenVINO在我們這個嵌入式裝置起到了非常關鍵性的作用。」

聯邦式學習解決智慧醫療痛點

團隊「駿馬AI醫療」成員包含銘傳大學與陽明交通大學的師生,以基於OpenVINO的醫療聯邦式學習與分散式推理架構作為主題,在競賽中獲得第二名佳績。

談及發想契機,就讀陽明交通大學的隊長高駿平表示,在醫療產業中,由於資料的分散性以及諸如個資法的規範,傳統單一的整合模型,一起優化、推論的模式變得窒礙難行。

因此團隊採取聯邦式學習(Federated Learning ),分散於各地以OpenVINO進行各自優化,再聯合起來進行協同推理,希望能解決醫院儀器大多不能連網擴充的問題。

此外,OpenVINO也能針對ML模型來進行優化,以解決維度災難在計算上耗時過多問題,使得基因組關聯分析(GWAS, Genome-wide association studies)應用能順利運行,從全體基因組中探索其中數以百萬計的SNPs(基因變異特徵),歸納出它們與特定疾病的關聯性。

提及OpenVINO在專案中提供的協助,銘傳大學講師高煥堂表示:「聯邦式訓練搭配多機分散協同推理是在醫療體系裡最可行的模式,而OpenVINO Tookits及其相關設備的高度整合性及彈性,正好是實現聯邦式學習的大助力。」

團隊利用OpenVINO整合5個ML模型。

科技畜牧 AI豬你好孕

來自中山大學的團隊「AI好孕豬式會社」,由一群純商科背景出身的學生組成,希望能透過AI協助降低仔豬死亡率,解決豬肉價格居高不下的問題。

團隊經過觀察發現,仔豬夭折率3-5成,其中被母豬壓死的佔5成,且由於母豬個性以及經驗的不同,時常導致小豬吸食不到初乳而死亡。

再加上母豬多在夜晚分娩,導致工作人員無法即時接生以及查看仔豬狀況,而母豬一胎可生至少十隻仔豬,當母豬生產到第七胎時,如工作人員沒有即時幫助生產,母豬會因為後繼無力導致更多小豬胎死腹中。

結合以上問題,團隊規劃利用AI影像及聲音辨識系統,即時偵測豬舍內部情況,以母豬的分娩叫聲、小豬被母豬壓到的聲音為聲音,及母豬生產小豬的狀況、小豬被母豬壓到的影像等為辨識的目標。

同時透過DevCloud平台及內建的並使用OpenVINO Toolkit對這些影像紀錄及聲音紀錄進行視覺與聲音辨識,再針對分析出的結果向平台發布資訊,即時通知豬舍管理人員進行處理,藉此提高仔豬的存活率。

團隊希望藉由AI影像辨識,即時發出預警降低仔豬死亡率。

小結

AI技術持續發展,但若想更好的導入應用層面,勢必得依靠跨領域間人才的合作。而Intel® DevCup x OpenVINO™ 競賽概念組著重於創新應用構想的評分模式,搭配能協助開發者更快速導入各式AI應用的OpenVIN Toolkit工具,大幅降低了技術門檻,讓即使不具備實作開發能力的人也能一嚐AI的樂趣。

希望藉由競賽的拋磚引玉,未來能有更多人才投入AI創新領域,發掘更多改變生活的AI應用。

Edge AI社聚#16活動介紹連結

謝涵如
謝涵如

Author: 謝涵如

喜歡窩在自己的一方世界裡寫作閱讀,也喜歡四處旅遊找驚喜,希望能多接觸學習各種知識,從中拼湊出世界的全貌。

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