在過去的幾年里，圍繞無人機進行了大量的創(chuàng)新。 幾家公司已經(jīng)在測試用于包裹和食品遞送的無人機，以及將無人機用于農(nóng)業(yè)監(jiān)測、檢查電力線等關(guān)鍵基礎(chǔ)設(shè)施、檢查火災損失等其他用例。 很明顯，商業(yè)領(lǐng)域?qū)b控和自主無人機都有巨大的需求，隨著無人機法規(guī)的整理，這種需求只會進一步增加。 本文將探討最新的 AI 計算進步如何引領(lǐng)無人機創(chuàng)新的新時代。

關(guān)鍵挑戰(zhàn)

無人機面臨的關(guān)鍵挑戰(zhàn)之一是它們需要極其強大的處理能力，同時還要具備令人難以置信的能效和小尺寸。對于使用高清或多攝像頭進行計算機視覺 (CV) 應用的無人機來說，情況更是如此。今天的數(shù)字計算解決方案通常耗電，影響無人機的飛行時間和電池壽命。此外，數(shù)字計算解決方案難以運行復雜的人工智能網(wǎng)絡(luò)，這對于向控制站提供即時和相關(guān)信息至關(guān)重要。想象一下用于監(jiān)控石油鉆井平臺是否有泄漏或其他損壞跡象的無人機。無人機需要立即處理鏡頭，實時發(fā)現(xiàn)問題并立即報告。

雖然數(shù)字解決方案不足以滿足許多無人機 AI 應用程序的挑戰(zhàn)性要求，但一種新的計算方法可以幫助消除這些障礙。內(nèi)存中模擬計算 (CIM) 可以執(zhí)行實時 AI 處理——即使使用多個大型、復雜的深度神經(jīng)網(wǎng)絡(luò) (DNN)——其功率只是數(shù)字處理系統(tǒng)的一小部分。模擬 CIM 系統(tǒng)通過將模擬計算與閃存等非易失性存儲器 (NVM) 配對來工作，這與依賴高吞吐量 DRAM 的數(shù)字計算系統(tǒng)不同。雖然 DRAM 消耗大量功率，但模擬 CIM 系統(tǒng)通過在閃存陣列內(nèi)執(zhí)行大規(guī)模并行向量矩陣乘法和加法運算具有顯著的功率優(yōu)勢。

模擬 CIM

模擬 CIM 系統(tǒng)也不會受到數(shù)據(jù)通過處理器中的數(shù)字邏輯門和內(nèi)存?zhèn)鞑ヒ约巴獠?DRAM 寫入和讀出的延遲的影響，這意味著模擬 CIM 系統(tǒng)可以非?？焖俚靥幚碛嬎忝芗?AI 工作負載。 此外，模擬 CIM 系統(tǒng)非常緊湊，對于具有尺寸和有效載荷(即重量)限制的無人機至關(guān)重要。 由于閃存密度高，模擬 CIM 系統(tǒng)可以以小尺寸提供強大的 AI 處理能力，從而可以使用單個閃存晶體管作為存儲介質(zhì)、乘法器和加法器(累加器)電路。

所有這些因素使模擬 CIM 系統(tǒng)成為無人機的各種 AI 視頻分析應用的理想選擇，包括對象檢測、分類、分割和深度估計。 這些能力將在未來幾年為無人機開辟新的令人興奮的可能性。

自主無人機

隨著無人機可以在本地處理更多信息，可以完全自主操作的無人機將會增加。這些無人機將能夠處理各個行業(yè)的復雜任務(wù)，包括農(nóng)業(yè)、快遞、環(huán)保、安全等。當然，仍然會有很多無人機需要由人類控制的應用——無論是出于安全原因、法規(guī)還是其他考慮——因此增加的自主性將使一個人一次駕駛多架無人機成為可能，而不是只控制一個。

除了通常討論的無人機戶外用例外，無人機還可以通過多種方式在工廠和其他工業(yè)環(huán)境的室內(nèi)使用。無人機可以幫助監(jiān)控和識別庫存并將貨物運輸?shù)絺}庫的不同部分。無人機對于檢查設(shè)備也很重要，尤其是在對人有害的區(qū)域。

反無人機技術(shù)

最后，能力更強的無人機也將推動反無人機技術(shù)的進步。美國聯(lián)邦航空管理局每月收到 100 多份關(guān)于無人機在機場等受限空域飛行的報告。即使這些無人機被無惡意的愛好者控制，它們?nèi)匀豢梢詫︼w機，尤其是直升機和小型飛機構(gòu)成嚴重威脅。計算的進步將使無人機能夠更好地捕捉其他被認為對公共安全構(gòu)成威脅的無人機。

我期待看到基于模擬 CIM 技術(shù)的強大 AI 處理將如何重塑下一代無人機，并為幾乎所有可以想象的行業(yè)開辟新的應用。