HyperAIHyperAI
منذ 17 أيام

كشف كائنات فائق الكفاءة على الجهاز في نظارات ذكية متكاملة مع الذكاء الاصطناعي باستخدام TinyissimoYOLO

Julian Moosmann, Pietro Bonazzi, Yawei Li, Sizhen Bian, Philipp Mayer, Luca Benini, Michele Magno
كشف كائنات فائق الكفاءة على الجهاز في نظارات ذكية متكاملة مع الذكاء الاصطناعي باستخدام TinyissimoYOLO
الملخص

تكتسب النظارات الذكية وظائف متقدمة بسرعة بفضل تقنيات الحوسبة المتطورة، والهياكل الهاردويرية المتسارعة، والخوارزميات الذكية الصغيرة. لا يزال دمج الذكاء الاصطناعي في النظارات الذكية التي تتميز بحجم صغير وسعة بطارية محدودة أمرًا صعبًا، خصوصًا عند الهدف من استخدامها طوال اليوم لضمان تجربة مستخدم مرضية. توضح هذه الورقة تصميم وتنفيذ خوارزميات تعلم آلي صغيرة تُستغل من خلال معالجات منخفضة الاستهلاك مبتكرة، بهدف تمكين التشغيل المستمر الممتد في النظارات الذكية. ونستكشف كفاءة الطاقة والتأخير في النظارات الذكية في حالة الكشف الفوري عن الأجسام. ولتحقيق هذا الهدف، صممنا نموذجًا أوليًا للنظارات الذكية كمنصة بحثية تضم متحكمين ميكرويين، بما في ذلك معالج متوازي من نوع RISC-V يستهلك طاقة ميكروواط، مزود بمحول هاردوير لمعالجة الذكاء الاصطناعي البصري، بالإضافة إلى وحدة اتصال من نوع Bluetooth منخفضة الاستهلاك. تدمج النظارات الذكية آليات تشغيل وقفة الطاقة، بما في ذلك واجهات استشعار الصور والصوت. علاوة على ذلك، طوّرنا عائلة من النماذج العميقة الصغيرة المبتكرة المستندة إلى YOLO، وذات عدد معاملات أقل من مليون، مخصصة لتشغيل التنبؤ على المتحكمات الميكروية، وسُميت بـ TinyissimoYOLO v1.3 وv5 وv8، بهدف تقييم كفاءة الكشف عن الأجسام من حيث الطاقة والتأخير. أظهرت النتائج المُحصلة على النموذج الأولي للنظارات الذكية أن TinyissimoYOLO تُظهر زمن تأخير في التنبؤ قدره 17 مللي ثانية، واستهلاك طاقة قدره 1.59 مللي جول لكل تنبؤ، مع الحفاظ على دقة كشف مقبولة. كما كشفت التقييمات الإضافية عن زمن تأخير من البداية إلى النهاية، من التقاط الصورة إلى التنبؤ الناتج عن الخوارزمية، بـ 56 مللي ثانية، أي ما يعادل 18 إطارًا في الثانية، مع استهلاك إجمالي للطاقة قدره 62.9 مللي واط، ما يوازي تشغيلًا مستمرًا لمدة 9.3 ساعات على بطارية بسعة 154 مللي أمبير في الساعة. وتتفوق هذه النتائج على MCUNet (TinyNAS+TinyEngine)، التي تُنفّذ مهمة أبسط (تصنيف الصور) بسرعة 7.3 إطارًا في الثانية فقط.

كشف كائنات فائق الكفاءة على الجهاز في نظارات ذكية متكاملة مع الذكاء الاصطناعي باستخدام TinyissimoYOLO | أحدث الأوراق البحثية | HyperAI