智能开源硬件基础

2022-09-14 09:00:47 IT技术网互联网

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本篇文章给大家谈谈《智能开源硬件基础》对应的知识点，希望对各位有所帮助。

本文目录一览：

1、开源硬件有哪些
2、目前的开源人工智能项目都有哪些？
3、除了Arduino，还有哪些开源硬件
4、为何百度、谷歌等中美科技企业都要为AI战略调整架构？
5、AITN是什么？

开源硬件有哪些

开源硬件一：Arduino 单片机

Arduino 最初是一款基于AVR单片机设计的，是对 avr-gcc库的二次封装，使用者即使没有相关的学习经历也能够快速上手，深受广大电子爱好者的喜爱。

同时，Arduino的硬件原理图、电路图、IDE软件及核心库文件都是开源的，在开源协议范围内里可以任意修改原始设计及相应代码。如果你引用设计，必须声明Arduino团队的贡献。如果调整或改动了电路板，那么最新设计也必须使用相同或类似的许可协议，保证新的Arduino电路板也会一样得到开源。

基于Arduino,又衍生出了非常多的开源硬件产品，如被现在广泛采用的FDM堆积成型3D打印技术控制板RAMPS及其相关程序固件Marlin还有基于Arduino的3D打印控制板等。

开源硬件二：

树莓派（Raspberry Pi）

树莓派是一款基于ARM的微型电脑，可以运行如Ubuntu等Linux系统，随着硬件的更迭换代，现在的树莓派已经是一款拥有4GBRAM,1.5Ghz运行的64位四核处理器的微型电脑硬件产品了，2.4/5.0 Ghz 双频无线LAN，蓝牙5.0/BLE，千兆以太网，USB3.0，和PoE功能，2012年推出以来全球销量已达1250万块，成为世界第三大的计算平台。

因为树莓派其开源的特点，广大爱好者组成的社区，为这款微型电脑带来了无限的拓展以及想象力，各种基于树莓派的设计层出不穷，可以说，正是其开源的特点为其带来广泛的人气。

开源硬件三：ESP8266

这是一款开源硬件WiFi模块，其芯片不紧集成了WiFi模块，还包含了一个32位的单片机，同时模块小巧，很容易嵌入到各种设备中，并且可以通过GPIO控制设备，其有点让它立刻在物联网设计中占有一席之地。基于其衍生的NodeMCU，其使用Lua语言进行编程，更是受到广大开发者的欢迎。

除了以上常见的开源硬件产品，近些年还有中国电子学会现代教育技术分会创客教育专家委员会支持开发的一款具有中国特色的开源硬件虚谷号等。

虚谷号是一款面向人工智能教学和Python编程学习的中国原创开源硬件，板内集成了高性能处理器和通用单片机，内置多功能扩展接口和多种通信接口，为人工智能和Python编程教学提供了完整的课程资源包。

目前的开源人工智能项目都有哪些？

DMTK是Distributed Machine Learning Toolkit的缩写（分布式机器学习工具），是微软旗下的另一款开源人工智能软件。为大数据研究而设计，旨在缩短人工智能系统的训练时间。DMTK包括三大主要部分：DMTK框架、LightLDA模型算法与分布式（多感）字嵌入算法。为了说明DMTK的处理速度，微软声称其可通过一台8节点计算机集群，在有着超过1000亿个标记的文档合集中处理出一个包含100万主题与1000万文字（总计10万亿个参数）的主题模型，而这是同类软件无法匹敌的。

除了Arduino，还有哪些开源硬件

在Maker Faire现场展台上展示的开源硬件平台可见一斑：基于Ardurino开发的创意产品占绝大部分，由此可见，由Ardurino构建的创客生态系统已蔚然成风，各类基于Ardurino的软硬件开发平台、技术资料、配件等已经非常完善。

而对其他开源硬件平台而言，使用者偏少。无外乎有以下几大原因：第一，Ardurino是创客的“开山鼻祖”，江湖老大的地位不可动摇；第二，Ardurino功能简单，对初学者而言上手更快；第三，关于Ardurino的所有配套资料、使用群体最庞大，志同道合者居多。

事实上，当使用Ardurino基本的控制功能达不到创客们的更高级、更先进的要求（如通讯、互联、互动等）时，创客们会另寻出路，会选择采用基于ARM架构或X86架构的开源硬件平台。举几个简单的例子，仅供参考。

Ardurino：适用于入门级新手创客。开发工具有Arduino IDE，具有丰富的Arduino驱动代码。对于入门级创客来说，大家更多的是看中Arduino庞大的网络资源，各种叠加扩展板和传感器板。

AVR单片机：Arduino的核心芯片用的就是Atmel的AVR 8位单片机，可以说Atmel是Arduino的鼻祖。

Atmel Xplained / Xplained Pro 开发板：作为低成本单片机，Atmel Xplained / Xplained Pro 开发板有很多型号可供大家选择，如：8位或32位AVR单片机、ARM Cortex-M0+ 或 Cortex-M4 或 Cortex-M4F、ARM Cortex-M0+ 加无线 SoC、ARM Cortex-A5 微处理器等。基于ARM Cortex-M0+ 架构的开发平台，低外围资源，但同时具备低功耗，二次开发简易，拥有32位ARM的计算性能等优势。Xplained Pro开发板同样具有可扩展性，可以使用标准排针在开发板侧面连接扩展板。

树莓派RaspberryPi：相比Arduino，树莓派提供更高性能的处理能力，可以轻松实现I/O控制、高速数据通信、视频处理、实时运算等，创客可以在Debian Linux环境下编程，实现各种过去需要在PC环境实现的功能。树莓派是初级创客向高阶创客演进的理想平台。目前全球用户超过300万，每年以200万的速度递增。

CooCox开发工具：用于ARM Cortex-M设备的开发，CoIDE具有强大的工程管理和调试功能，集成了一个开放和分享的组件代码平台，支持Arduino编程语言，Arduino驱动代码可平滑移植到CoIDE，基本不需改动代码，适用于有进阶需求的创客。

MSP430 LaunchPad：LaunchPad是TI专门推出的一系列开发平台，其特点是使用简单：下载使用一体，无需额外硬件。与此同时，来自美国的工程师还向创客们演示直接在电路板上方加上“Booster Pack”外围板（相当于扩展板），去完成不同外设的二次开发。有用过Launchpad开发办的工程师评价到：将Arduino的程序移植到Launchpad上几乎是一件非常简单的事情，有时候甚至不需要任何的更改，只要对端口进行相应的调整即可。总体来说，Launchpad的性价比是非常高的，低功耗，低价格，性能也有保障，可以说是一个Arduino玩家的理想替代选择。LaunchPad非常适合学习和低资源需求的应用。

Galileo（伽利略）开发板 Edison平台：英特尔嵌入式事业部产品经理王景佳指出，伽利略开发板是基于英特尔架构全新兼容Arduino（接口、开发环境均可与Arduino兼容）的可开发电路板系列的首款产品。此次，Intel展位上来自北京高校的大学生们展示着基于伽利略开发板开发的各种硬件创作成果。基于Quark处理器的伽利略开发板在本次制汇节上可谓大赚眼球。如果说Arduino是创客运动的导火索，那么Edison则是创客运动的新里程。尽管本次没有展出Edison实物，但创客们还是很期待Intel为大家带来更多惊喜。

与此同时，适合创客的其他高级平台还包括：基于Freescale i.MX6 SOLO （1GHz Cortex A9） RIoT Board，基于Ti Sittara Cortex A8 BeagleBone Black，基于Atmel Cortex A5 的SAMA5D3-Xplained等等，他们提供更强大的计算性能和更灵活的应用能力。

无一例外，以上谈及的开源硬件均是与Ardurino兼容的智能硬件平台。事实上，从这里我们也能看到Ardurino在创客运动中不可动摇的地位。

事实上，创客们需要的是一个开放、分享的氛围。谁能为他们营造这种氛围，谁才能占据创客硬件市场的领导地位，Ardurino就做到了这一点。对于其他硬件平台而言，打造一个“类Ardurino”经营模式的生态系统是有很多问题亟待解决的，譬如，如何引起创客对新的软硬件平台的关注并选择使用；如何完善软硬件支持；创客们在实现产品创作时是否能拥有跟Ardurino类似的开放、分享平台等等。

不过有挑战才有创新，这是值得赞颂的，因为这才是“创客精神”。对于创客们而言，越多开源硬件平台，他们的选择就越多，创客的群体才会日益壮大。创客文化的精髓——“开放”、“分享”，才会传遍大江南北！创客运动来袭，连接你我他，你准备好了吗？

为何百度、谷歌等中美科技企业都要为AI战略调整架构？

近期，因特尔宣布将旗下所有人工智能产品整合到一起，成立其人工智能产品事业部AIPG。就在不久前，百度也调整了自身人工智能架构，整合为统一的AIG平台，而联想也在今年成立了人工智能实验室。除此之外，去年微软也将技术研发部与AI研发部合并，新成立了人工智能事业部。

各公司一系列颇多动作不再一一例举，从去年至今，一场关于人工智能的暗战已经开始，各公司都在为人工智能这一战场，抽取各方资源全力以赴。

如此迅速调整组织架构的科技企业，都到底为了什么？这里从三个层面进行解读。

人机交互场景升级，抢占用户智能场景

从宏观层面来看，人工智能目前似乎并没有形成山呼海啸之势，倒像是炒作更多。

但实际上人工智能其实无处不在，我们搜索资料需要人工智能，电商购物需要人工智能推荐，哪怕发一条消息背后充满了各种人工智能。

也正是因为人工智能真正进入到我们的生活后，反而无法感知到人工智能的存在，因此当企业在谈人工智能的时候，作为用户很难有切实的感受。

人类对技术的感知越来越弱，本质原因正是由于机器对于人的感知越来越强，越来越智能。

在未来，但凡联网的东西，都会对用户实现各种感知，目前可以想到最典型的就是语音助理场景，用户一旦开口就能够得到回应。例如苹果在iphone与mac中加入了SIRI语音助理，亚马逊在其智能音箱中加入了echo，微软在win10中推出了小娜，谷歌在其手机中加入了Assistant，而百度也推出DuerOS人工智能操作系统，并成立了度秘事业部。

语音技术只是一方面，要想全方位的感知用户，那就还需要自然语言理解技术，语音合成技术，人脸识别技术等等才能打出一套全方位的组合拳，因此人工智能技术不是独立的，必须全面开花。

而国内目前也就百度的布局最为全面，其以百度大脑为核心，涉及语音识别、图像识别、自然语言处理、用户画像四大能力。而百度也是唯一一家两次入围《麻省理工科技评论》“十大突破性技术”的中国公司。

"wintel"联盟瓦解，抢占新联盟入场券

wintel即微软windows与intel的联盟，任何个人PC的更新换代都离不开这二者的相辅相成，这也是PC时代的王者组合，无人可破。

但人工智能时代，则在让wintel的联盟优势彻底瓦解，用户入网的方式不再依赖电脑，其还跨越到了手机、平板、电视、智能音箱、智能手表等一系列诸多设备，而不同设备又可以对应不同智能交互场景，windows系统也已经无法完全担当这一重任。

硬件巨头与平台巨头都在从各自的优势切入到这局比赛。

1）硬件巨头抢占技术高地，一个有趣的事情是在PC时代NVIDIA做的是显卡，intel做的是CPU，本来井水不犯河水，但是却在人工智能的战场上兵戎相见，去年NVIDIA直接宣布自己是一家人工智能公司，并已经帮助了谷歌、百度、脸书、特斯拉等公司实现了深度学习的集群服务器建设，GPU才是人工智能未来，而intel今年匆忙成立人工智能部门则算是对NVIDIA的迅速回应。

对于像NVIDIA、intel硬件巨头来说，其需要适配的已经不再是单一简单的电脑，而是各种涉及人工智能的集群运算，以及深入到各个其他硬件产品中，成为其基础设施。

加大硬件技术与人工智能的结合，因特尔、英伟达为例，从底层硬件基础设施切入，以希望结成新的联盟。

2）平台巨头作出更大战略架构调整，对于平台巨头来说，他们的人工智能战场则是利用自身优势切入到更多的场景之中。

例如亚马逊推出的echo就较为成功可以抢占用户客厅，并且基于电商优势让用户可以更方便的购物，尽管苹果的Siri也能够与用户对话，却缺乏电商能力，但同时Siri也有echo所无法完成的独家功能，因此各家都有可能拿到一部分市场，也有可能被吞并，变数颇多，这也是平台巨头们所焦虑的未来。

所以相对于硬件公司，平台巨头的竞争也更为激烈，需要在人工智能上的战略作出更大的调整，目前来看谷歌与百度的调整幅度最大，二者也极为相似。

谷歌将所有研发领域的项目与传统现金流业务进行剥离，成立Alphabet子公司来聚焦未来领域。而百度在架构上也与谷歌类似，其将传统搜索业务剥离由向海龙守城，而其余一切聚焦于未来前沿包括无人车、度秘事业部，智能家居事业部等等并由陆奇统帅，重兵挺进人工智能。

抢占成为最大AI开放平台，成为底层基础设施

早期互联网之所以能够兴盛，原因在于有着php、mysql这样免费的开源软件可以供所有人使用，而这也直接促进了整个互联网的发展，直到今天PHP也依然是很多公司的开发语言。

但是今天就不一样了，人工智能时代，即使大公司给个人开发者开放了各种人工智能的框架源码，其也无法有效使用，运行这些代码需要集群运算处理的能力，因此未来，小到个人开发者，大到公司都需要与人工智能平台进行合作，调用他们的人工智能能力，让他们的技术为自身所用。

谁的技术被最多的人使用，谁的开放平台最大，谁就能够接入更多的开发者，进而掌握人工智能的话语权。

所以我们看到巨头们都在两手抓，一手做AI代码开源，一手做AI开放平台。

代码开源方面，Facebook最知名的开源项目为一个人工智能硬件项目"Big Sur"、谷歌最大开源的项目是"Android"这里不一一例举。目前国内在人工智能开源上做的并不多，百度于2016年百度世界大会上开源的PaddlePaddle深度学习平台，为学生、创业者和各界技术人员提供了一个低门槛开发平台。

开放平台方面，国外在这方面做得比较迟缓，目前只有微软和谷歌做了语音开放平台，而谷歌在2015年做了图像识别开放平台。也直到去年12月，拥有海量AWS用户的亚马逊才姗姗来迟，开放了语音识别以及人脸识别的能力。

相较而言，百度的开放最为彻底——语音技术、图像技术、自然语言处理技术、用户画像、机器学习、AR增强现实等等均对开发者开放。

结语：

去年以来，越来越多的公司将AI视为发展重点，并抽取大量公司资源来应对下一场人工智能之战，一切并非空穴来风。用户的人机交互场景在升级，旧的联盟在解体，新的联盟在形成，既是危机也是机会，不得不殊死一搏。

作者：“首席发言者”