FPGA 的深度學(xué)習(xí)方案的應(yīng)用--DOBBY-AI 原型機(jī)

在上周末剛剛結(jié)束的全球消費(fèi)電子展（CES 2017）上， 來自中國(guó)的頂級(jí)無人機(jī)廠商零度智控（ZEROTECH）低調(diào)而神秘地展示了一款新型的無人機(jī)原型：DOBBY-AI —— DOBBY 口袋無人機(jī)-AI 版。DOBBY-AI 是最新型的智能口袋無人機(jī)原型，與之前發(fā)布的 DOBBY 口袋無人機(jī)一樣，尺寸只有巴掌大小、整機(jī)重量約等于一個(gè) iPhone6 Plus。DOBBY-AI 看起來似乎只是一個(gè)孩童的玩具，而當(dāng)演示者讓 DOBBY-AI 真正展開翅膀，放飛空中，它竟像我們的伙伴一樣，理解我們的意圖，不僅能實(shí)時(shí)多人檢測(cè)與追蹤，還能識(shí)別我們的各種姿勢(shì)。

自2012年始，深度學(xué)習(xí)就在人工智能（AI）屆掀起了一次大的革命，以前所未有的精度在圖像識(shí)別、語音識(shí)別、自然語言處理等領(lǐng)域，統(tǒng)治了人工智能應(yīng)用。然而，大家是否想過：

當(dāng)設(shè)備沒有云端服務(wù)器的計(jì)算支持時(shí)，怎么實(shí)現(xiàn)復(fù)雜的深度學(xué)習(xí)算法？

在極低的功耗和極小的尺寸下，怎么實(shí)現(xiàn)復(fù)雜的深度學(xué)習(xí)算法？

DOBBY-AI 原型機(jī)的閃耀登場(chǎng)，證明了采用 FPGA 的深度學(xué)習(xí)方案可以解開這兩個(gè)難題。

圖1 - 姿態(tài)識(shí)別效果圖

仔細(xì)觀察 DOBBY-AI 的主板：那兒有一顆 Xilinx 全可編程的 Zynq SoC 芯片。Zynq 全可編程 SoC 系列融 ARM 處理器的軟件可編程性與 FPGA 的硬件可編程性為一體，不僅可實(shí)現(xiàn)重要分析與硬件加速，同時(shí)還在單個(gè)器件上高度集成 CPU、DSP、ASSP 以及混合信號(hào)功能。毫無疑問，正是它賦予了無人機(jī)既能感知周圍環(huán)境，理解主人意圖，又能幫助無人機(jī)保證續(xù)航時(shí)間與穩(wěn)定性的能力。燒寫于 Zynq SoC 之上的，正是深鑒科技推出的 Aristotle 深度學(xué)習(xí)處理器 —— 僅需要 3W 左右的功耗，該方案就能實(shí)現(xiàn)每秒 2300 億次深度學(xué)習(xí)運(yùn)算性能。

圖2 - DOBBY AI原型圖外觀圖

在 2017 年，我們將會(huì)發(fā)布全新的人工智能解決方案，極大地豐富了用戶與無人機(jī)的交互方式并提升無人機(jī)的用戶體驗(yàn)。我們已經(jīng)與深鑒科技深入合作，共同開發(fā)基于姿態(tài)識(shí)別的智能方案，這也會(huì)是 DOBBY-AI 口袋無人機(jī)的核心功能之一。

——周炯，零度智控 CTO

僅僅用一個(gè)低端的Zynq FPGA平臺(tái)，深鑒的深度學(xué)習(xí)處理器方案就可以支持實(shí)時(shí)的多人檢測(cè)、姿態(tài)識(shí)別、追蹤和其他多種應(yīng)用，這是全球首例在無人機(jī)上實(shí)用化的 FPGA 深度學(xué)習(xí)方案。因?yàn)閷?duì)于無人機(jī)產(chǎn)品來說，深度學(xué)習(xí)方案受到尺寸、功耗、價(jià)格的嚴(yán)格限制，很難在滿足所有這些限制的前提下還能獲得很高的處理能力。我們很高興深鑒科技結(jié)合自己的深度壓縮與 Aristotle 深度學(xué)習(xí)處理器等多種技術(shù)，在 Xilinx 的 FPGA 上真正實(shí)現(xiàn)了 FPGA 深度學(xué)習(xí)方案在智能無人機(jī)上的實(shí)用化。

——姚頌，深鑒科技 CEO

深鑒科技是由斯坦福大學(xué)和清華大學(xué)的世界頂級(jí)深度學(xué)習(xí)硬件加速研究者創(chuàng)立的創(chuàng)業(yè)公司。此前，深鑒在 Hot Chips 2016 曾經(jīng)介紹過自己的核心技術(shù)流程，而這一次，是他們的產(chǎn)品首次公開。

據(jù)深鑒科技 CEO 姚頌透露，深鑒正在打造針對(duì)于無人機(jī)、安防監(jiān)控等應(yīng)用的終端深度學(xué)習(xí)方案以及針對(duì)于語音識(shí)別等應(yīng)用的云端深度學(xué)習(xí)方案。深鑒科技提供的整套開發(fā)工具可以幫助用戶擺脫 FPGA 開發(fā)的困擾，哪怕是沒有任何 FPGA 背景的算法工程師，也可以利用深鑒科技的工具鏈把訓(xùn)練好的模型快速、高效地部署到硬件上。

我們相信，深鑒的深度學(xué)習(xí)方案對(duì)于人工智能應(yīng)用的落地具有重大影響。可以期待 FPGA 會(huì)為我們周圍的每一個(gè)節(jié)點(diǎn)賦予越來越多的智慧，讓我們享受更多彩的生活。