ROHM和A*STAR的IME宣布面向新一代工廠 聯(lián)合研究在傳感器節(jié)點上檢測裝置異常的人工智能芯片

全球知名半導體制造商ROHM與新加坡科學技術研究局(Agency for Science, Technology and Research，簡稱“A*STAR”)下屬全球性研究機構微電子研究所(Institute of Microelectronics，簡稱“IME”)達成合作協(xié)議，雙方將面向新一代工廠，聯(lián)合研究在傳感器節(jié)點上檢測裝置異常的人工智能(AI)芯片。

以往的裝置異常檢測一般是將來自多個傳感器的大量信息發(fā)送到裝置內(nèi)的電腦或服務器后進行處理的。本研究旨在將以往通過服務器處理的異常檢測算法搭載到半導體芯片上，在傳感器節(jié)點內(nèi)處理傳感器信息，從而大幅降低系統(tǒng)整體的功耗，提供可用于所有裝置的通用性極高的異常檢測功能。

近年來，在制造業(yè)的工廠中，基于從裝置的日志和傳感器等獲取的數(shù)據(jù)，提前檢測到裝置的異常“預兆”，以便在故障發(fā)生前采取修理和替代準備等措施的“預測性維護(Predictive Maintenance)”理念日益普及。這種預測性維護被廣泛運用在用來感應裝置狀態(tài)的各種傳感器及傳感器節(jié)點、用來將傳感器獲取的數(shù)據(jù)發(fā)送到服務器的無線模塊、以及用來處理數(shù)據(jù)的軟件等IoT技術。特別是在軟件領域，在以往統(tǒng)計處理的基礎上引入人工智能(AI)衍生技術的應用日益增加。

然而，想要充分利用這類軟件的成果，需要從傳感器持續(xù)發(fā)送大量數(shù)據(jù)，當前存在的課題是，用于WSN(Wireless Sensor Network)*1) 的無線通信技術在持續(xù)發(fā)送大量數(shù)據(jù)時通信速度不夠，可能無法應對未來增勢迅猛的傳感器數(shù)量。

在這種背景下，ROHM與A*STAR的IME聯(lián)手，開始研究可實時處理來自傳感器的數(shù)據(jù)，并僅在檢測到異常時將其結果發(fā)送到服務器的人工智能芯片。將ROHM獨有的解析算法(融入了通過ROHM旗下工廠積累的大量數(shù)據(jù)實證的人工智能技術)，與半導體電路技術(采用了IME和ROHM所擅長的模擬電路技術)相結合，集成到芯片中。(圖2)這樣一來，可進行微控制器和FPGA等現(xiàn)有處理系統(tǒng)無法實現(xiàn)的在傳感器節(jié)點的高級處理，使無線通信網(wǎng)絡構建更加容易，并可大大減輕服務器的負荷。另外，將其與ROHM擁有的傳感器、無線模塊和無電池通信技術EnOcean*2) 相結合，即可實現(xiàn)在所有位置輕松設置無線傳感器節(jié)點。ROHM和IME旨在通過這項研究，為未來全球工廠的更新?lián)Q代貢獻力量。

ROHM株式會社　基礎研究開發(fā)部　部長　谷內(nèi)光治

“非常高興能與A*STAR的IME達成首次合作研究。我們將融合ROHM的傳感器技術、模擬低功耗技術和AI架構技術、以及IME的低功耗集成電路技術的優(yōu)勢，提供邊緣節(jié)點的最佳解決方案。”

微電子研究所(IME) Executive Director Tan Yong Tsong先生

“IME多年來積累了豐富的研究設計、工藝技術以及集成電路和系統(tǒng)的專業(yè)知識與能力。近年來，在制造工廠中，整個產(chǎn)業(yè)鏈已通過無縫網(wǎng)絡連接在一起，為使各個環(huán)節(jié)的操作實現(xiàn)一體化，需要非常高端的智能解決方案。對于未來新一代代工廠進行預測性維護不可或缺的數(shù)據(jù)傳輸和解析來說，此次就人工智能芯片與ROHM的聯(lián)合研究，邁出了重要的一步。”

圖1 使用振動傳感器和WSN通信的代表—Wi-SUN技術的服務器間通信事例

圖2 搭載人工智能算法的芯片概要

*1) WSN(Wireless Sensor Network)：

多個搭載傳感器的無線終端可以相互協(xié)作來采集環(huán)境和物理情況的無線網(wǎng)絡。

*2)EnOcean(易能森)：

使用收集光、溫度和振動等的微弱能量并轉換為電能的“能量收集技術(環(huán)境發(fā)電技術)”的、無需電池的無線通信標準。ROHM是“EnOcean Alliance”的骨干成員，也是發(fā)起者之一。