智能物聯網操作系統的挑戰與實踐
物聯網智庫 整理發布
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在物聯網操作系統的初期,由于碎片化的物聯網應用以及多樣化的物聯網終端設備,促使物聯網操作系統并沒有像PC或手機操作系統一樣,很快形成大一統,但這也意味這其背后隱藏的市場潛力不可估量。
物聯網操作系統作為物聯網時代戰略的制高點,引來了眾多企業的參與和布局。1980年RT操作系統的kernel誕生;到了1990年有了RT操作系統;2000年之后開源的Linux開始風行;2010年的Android主導了移動終端市場并輻射嵌入式應用;如今,物聯網操作系統時代如約來臨。
幾乎以十年為一屆的時代變革之風吹起了眾多的科技企業,在操作系統生態建設的同時,也成就了偉大的科技公司。谷歌、蘋果、微軟等無一不是如此,在個人電腦走向千家萬戶時,微軟抓住了機會,成為電腦操作系統霸主。在智能手機成為隨身必備之物時,谷歌和蘋果抓住了機會,成為手機操作系統的市場雙雄。
然而,在物聯網操作系統的初期,由于碎片化的物聯網應用以及多樣化的物聯網終端設備,促使物聯網操作系統并沒有像PC或手機操作系統一樣,很快形成大一統,但這也意味這其背后隱藏的市場潛力不可估量。近年來,國內“缺芯少魂”的掣肘之痛讓物聯網操作系統受到了越來越多的關注。
在此背景下,“2021高通人工智能&物聯網開發技術開放日—重慶站”于近日圓滿落幕。中科創達操作系統首席架構師劉壽永帶來了主題為《智能物聯網操作系統的挑戰與實踐》的精彩演講,梳理了操作系統的發展歷程以及未來趨勢。
以下為演講精華內容分享:
大家下午好,我是劉壽永,來自于中科創達軟件股份有限公司。今天,我將和大家探討一下針對復雜的物聯網時代,智能操作系統所面臨的挑戰,尤其是現在。
首先,請允許我對中科創達做一個簡單的介紹。中科創達作為智能操作系統提供商,創建于2008年,現在有8000多名員工,核心業務是面向移動智能終端、智能物聯網、智能網聯汽車推出系列解決方案、智能平臺等產品。
回歸到今天的分享,我想先給大家簡單回顧一下整個操作系統的發展歷程。
可以說,大家目前所用的操作系統最早都起源于UNIX。它最初的應用領域比較簡單,基本是用于一些日常的作業,核心技術是分時共享。后來,經由C++語言重新編寫了整個UNIX的編程接口后,便也可以支持這種高級語言,但UNIX之所以成功,最重要的是因為系統中的“一切都是文件”。
僅從桌面PC機出現開始算起的話,操作系統的發展大致分為三個階段,第一階段是以DOS為代表的磁盤操作系統時代;第二階段是以Windows為代表的視窗操作系統時代;第三階段是以安卓和iOS為代表的應用操作系統時代。
Mac OS及Windows的核心技術是圖形用戶接口及辦公應用,80年代,隨著個人PC逐漸盛行,由于Mac OS及Windows的用戶界面引人入勝,所以其在私人電腦、用戶交互方面較為成功。進入90年代后就屬于Linux的時代了,隨著Red Hat提供第一個操作系統的發行版以及開源運動、互聯網服務的發展,Linux開始逐漸崛起。
隨后,就是大家所熟知的iOS和Android,它們的核心技術主要是多點觸摸以及應用商店,為用戶提供了更好的移動互聯網體驗,這對每個消費者而言都意味著一次巨大的升級。
隨著物聯網的發展,操作系統進入了一個群雄割據的復雜時代,并沒有一個固定的操作系統能在整個物聯網時代占據主導地位。由于物聯網設備千變萬化,而且分布在世界的各個角落,其天然屬性就是需要和云端的連接。所以,物聯網OS的核心技術便是自然交互及端云融合,而其最主要的成功因素則要依靠人工智能技術以及平臺間的開放合作。
在操作系統發展的不同階段,每次變革前夕都需要迎接不同的挑戰。在2008年前后的功能機時代,大屏設備尚未盛行,最大的挑戰便是“如何構建一個移動互聯網設備(MID)”;2010年前后的智能手機時代,其功能更為復雜,所以操作系統所面對的挑戰是如何快速滲透到智能手機市場,并在滿足海量需求的同時縮短上市時間;如今,步入AIoT時代后,物聯網操作系統面臨著碎片化嚴重、商務模式不清晰、縱向領域和橫向平臺缺乏連接、國際合作不充分、缺乏AIoT相關標準等挑戰。
站在開發的角度,AIoT本身是一個非常“復雜的世界”,涉及底層算法、平臺、終端設備等不同技術、不同領域的融合。
技術+行業=IoT
即通過技術與行業的融合來提供IoT解決方案,例如5G、邊緣計算、人工智能、機器視覺賦能機器人、智慧零售、智能音箱等不同垂直領域。以智能音箱為例,實現自然語音交互不僅要為開發者提供SDK,還需要為第三方平臺提供準入接口并融合語音識別算法。
軟件+硬件=系統
軟件時代,Windows可以通過售賣License授權盈利,但IoT時代,物聯網OS在某種程度上必須要以硬件為載體。中科創達通過面向不同客戶,分別提供智能模組、智能套件、智能中間件,形成一套智能融合系統,從而為不同層級的客戶提供不同解決方案。
算法+工具=AI
過去,人們認為AI僅僅是一個算法,但中科創達除了可以為行業用戶提供算法外,還可以根據企業需求為其提供諸如工業檢測、LCD面板檢測、工廠安全帽檢測等工具,真正將AI賦能垂直領域。中科創達Model Farm可以提供AI開發的整個流程管理,包括數據標注、預訓練模型、模型訓練、模型轉換到目標平臺、在線模型測試等,擁有超過20個符合SOTA標準的預訓練模型,支持量化訓練及多種推理引擎,最重要的是支持零代碼開發,加速算法交付周期。
中科創達于2018年就推出了工業視覺檢測一站式解決方案——智慧工業ADC (Automatic Defect Classification)系統,包含缺陷自動化分類、新產品迭代數據清洗、業務作業員認證三個子系統,從作業員技能認證、數據集更新到新產品導入,貫穿工業檢測的整個生命周期,有效幫助制造企業減少75%的工作量,產能提升35倍。相比人工檢測,漏檢率下降3%,準確率提升99%。

云+端=邊緣
傳統的邊緣計算賦能是通過底層傳感器接收數據后傳輸至邊緣節點再發送至云端,但近年來,越來越多的云服務下沉至邊緣,不同功能的各類邊緣設備日益增多,算力分配問題逐漸凸顯,未來,計算資源將成為重要資源。
計算+5G=應用
目前,用戶對于5G所帶來的差異化改變感觸不深,主要是由于市場上尚未出現大量5G應用爆發。中科創達可以為開發者提供5G模塊、開發套件及相關參考設計,還在5G切片領域形成了相關解決方案。典型的5G切片功能及場景有切片客戶端管理,即切片控制、切片實例管理;通過FQDN、DNN、IP切片路由規則來管理切片網絡;通過切片管理服務器通信,同步訂閱切片信息;根據不同類型的商用網絡,建立切片連接,并通過切片傳輸數據等。
設備+智能=機器人
整個機器人系統中包含了諸多軟件系統,包括ROS、Android、物聯網管理系統、端云融合系統等。目前,中科創達基于高通RB5平臺、面向不同種類、功能的機器人開發了相關的參考設計及外圍插件。
手機+虛擬化=云手機
云手機是指Android系統主要運行在云端,每一個Android都是一部手機,包括設備節點管理、用戶和數據管理在內的管理系統主要運行在云端,控制引擎、虛擬傳感器、多媒體編解碼、虛擬網絡等插件運行在SoC上。
最后,我把今天的分享做一個總結。
首先,未來的智能系統將是軟件與硬件的融合,技術和行業的結合將推動未來數字化轉型。
其次,隨著云服務下沉,未來的算力將更加集中地部署在邊緣節點,邊緣算力網絡將成為智能樓宇、智能家居等智能化行業的中心。
第三,未來,精準算法及自動化訓練將促使AI開發越來越容易。
第四,5G將快速發展并賦能更多行業應用,例如XR、V2X、工廠等。
第五,以語音交互、手勢交互、自然語言交互為代表的智能交互將逐漸取代傳統的按鍵、觸摸屏,成為新的交互模式。
第六,智能機器人將持續迭代,形式、功能更加多元化,從而賦能更多行業。
第七,虛擬化技術日益普及,促使設備使用、程序研發更加簡單。
除了中科創達操作系統首席架構師劉壽永帶來了精彩演講外,來自高通公司以及中科創達的多位行業精英圍繞人工智能、機器人、智能物聯網、5G、毫米波技術等行業熱點話題帶了一系列專業分享,共同探討了基于高通平臺的開發經驗、避坑指南及成功應用案例,深度探索行業發展趨勢。
高通人工智能&物聯網開發技術開放日·杭州站即將于6月24日盛大開幕,主題將覆蓋5G 賦能下的智慧物聯網、智能物聯網操作系統開發、最新高通機器人開發平臺、基于RB5的 VSLAM開發及DirectNN深度學習部署案例、高通驍龍移動平臺的端側及邊緣AI產品開發、高通IoT及可穿戴平臺的產品開發等一系列干貨。
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