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樹莓派AI套件可以玩什麼?有趣專案看這邊!

   

作者:陸向陽

樹莓派AI套件發表後,除了跑跑套件裡隨附的範例程式外,很快創客社群就已經嘗試以這款套件來開發各種應用專案了,以下就來介紹幾個目前為止有趣的專案。

Peeper Pam

圖1 Peeper Pam專案的硬體(圖片來源:GitHub.com/veebch)

這專案有些類似電腦遊戲中的Boss Key(老闆按鍵),當你在上班時打電玩,發現老闆來了,這時只要按下一個鍵盤按鍵(例如F6)或一套組合按鍵(例如Ctrl+B),電腦畫面就會變成Excel試算表或其他正經畫面,老闆就會認為您一直很努力工作。

Peeper Pam專案是用樹莓派加AI套件以及攝影機,把它設置於工作桌上,鏡頭對準背後,一旦透過電腦視覺的AI判定是否是老闆來,就可以及時切換電腦畫面因應。

不過單純的電腦視覺畫面判定有可能誤判,所以這個專案又用了一個Raspberry Pi Pico W,搭配上電阻、類比電壓電錶、LED燈號等,構成一個偵測器,一旦真的有人靠近背後附近,偵測器的LED燈號就會亮起,確定老闆真的來了。

 

圖2 Peeper Pam專案用及的硬體包含RPi 5(左上)、AI套件(左下)、攝影機(中下)、類比電壓表(中上)、Raspberry Pi Pico W(右上)、MOSFET電晶體與LED燈號(右中)、電阻(右下)(圖片來源:YouTube.com/@VEEBProjects)

Monster AI

圖3 Monster AI專案讓一片樹莓派可以連接多張AI加速卡(圖片來源:YouTube.com/@Level2Jeff)

這是知名創客Jeff Geerling又一項特技表演,一般而言一張樹莓派單板電腦只會加裝一套AI套件,但Jeff Geerling故意透過轉接方式讓一張樹莓派可以同時連接多個AI套件。

轉接方式是用一張特別的Alftel轉接板(在tindie網站上買的),該板子上有一顆Broadcom的PEX 8619晶片,可以把1個PCIe Gen2傳輸巷(Lane)轉成16個,Alftel實際上做出12個M.2介面的傳輸巷。

Jeff Geerling用了12個的8個,3個用於SSD固態硬碟與Wi-Fi模組,另外5個用來接AI硬體加速晶片,不過他不是全用來接官方AI套件的Hailo-8L晶片,也用來接Corel的Google Edge TPU晶片,如此加總起來有55TOPS的推論效能,比現在一般的AI PC還要強,現在一般認定AI PC當有40TOPS的推論效能。

由於轉接板上有額外的連接器供電,所以電力不成問題,PCI Gen2傳輸率比較是整體瓶頸,另一個瓶頸是軟體的,雖然加裝上的Google Corel Edge TPU、Hailo-8L都可以偵測到,也都可以工作,但沒有一個AI軟體是可以同時使用這麼多AI加速晶片且是不同類型的加速晶片,故這只是個特技,Jeff Geerling也直言不鼓勵別人跟他做一樣的事。

姿態識別

 

圖4 運用YOLO的電腦視覺AI模型進行人體姿態識別(圖片來源:Youtube.com/@kevinmcaleer28)

這是一個比較典型的電腦視覺AI應用,創客Kevin McAleer將AI套件用於人體的姿態識別,使用的是rpicam-hello(顧名思義,是Raspberry Pi攝影機的第一個程式Hello World)展示程式,另外在展示前也是把AI套件Google Corel Edge TPU進行了技術規格數據的比較,例如Edge TPU僅4TOPS,而AI套件用的Hailo-8L達13TOPS,最高甚至可到26TOPS。

或者Edge TPU每瓦僅有2TOPS推論效能,而Hailo-8L則是每瓦3TOPS,以及Hailo-8L支援更多類型的AI框架,但Edge TPU以Google的TensorFlow框架為主。

AI-Powered Wildlife Camera

圖5 運用樹莓派搭配AI套件並裝設於野外,以此偵測野生動物(圖片來源:Jaycon.com)

這個專案用RPi 5加AI套件來識別野生動物,有些野生動物是瀕危保育類動物,用這個專案隨時識別野外景物,一旦偵測到稀有野生動物立刻發出通報,以此來加強動物保育,台灣或許能用於石虎上。

結語

其實還有更多的AI應用,例如用於家庭保全,只要門口出現AI識別上認定為陌生的人(不是家庭成員或熟客)就會自動啟動錄影並發出相關警報。或者是無人機自主飛行時的影像識別,使無人機能夠藉由智慧判斷而避障飛行。

不過也有部分專案算是大材小用,例如用於語音助理(Voice Assistant)、智慧喇叭(Smart Speaker)之類的應用,這類型的應用不需要很強大的AI運算力,估計樹莓派本身的運算力便足夠因應,尚不需用及Hailo-8L硬體加速晶片。

最後,其實Hailo-8L可以說是Hailo公司的入門晶片,可能認為創客運用尚不需使用更高運算力的晶片,並以平價為優先,故先行推展Hailo-8L,而正規的Hailo-8可達26TOPS,甚至有訴求用於生成式人工智慧(Generative AI, GenAI)領域的Hailo-10H,推論效能達40TOPS,真的是達AI PC的水準,或許不久的將來也能配置到樹莓派上。

陸向陽
陸向陽

Author: 陸向陽

從電子科系畢業後,即以媒體人的角色繼續這段與「電子科技」的不解之緣。歷任電子技術專書作者、電子媒體記者、分析師等角色,並持續寫作不殆。近來投入Arduino、Raspberry Pi等開放硬體的研究與教程介紹。

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