تقوم STMicroelectronics بتشغيل Ultralytics YOLO على متحكم دقيق (MCU) باستهلاك 9.4 ملي جول فقط لكل استنتاج

مع تزايد تبني الذكاء الاصطناعي عبر مختلف الصناعات، ينمو الطلب على حلول عالية الأداء ومنخفضة الطاقة قادرة على إجراء استنتاج في الوقت الفعلي عند الحافة. واستجابة لهذه الحاجة التقنية، قدمت STMicroelectronics وحدة التحكم الدقيقة STM32N6، التي تتميز بوحدة معالجة عصبية (NPU) مدمجة مصممة لأحمال عمل الذكاء الاصطناعي المضمنة.

من خلال تشغيل نماذج Ultralytics YOLO على STM32N6، أثبتت STMicroelectronics أن رؤية الذكاء الاصطناعي المضمنة والدقيقة والفعالة ممكنة على وحدات التحكم الدقيقة، مما يفتح فرصاً جديدة للذكاء القابل للتطوير والموجود على الجهاز عبر قطاعات مثل المدن الذكية، والرعاية الصحية، والإلكترونيات الاستهلاكية.

Link to this sectionاستكشاف رؤية الذكاء الاصطناعي للأجهزة منخفضة الطاقة عند الحافة#

تعد STMicroelectronics شركة رائدة عالمياً في تكنولوجيا أشباه الموصلات، مع أكثر من 50,000 موظف وأكثر من 200,000 عميل حول العالم. وهم يصممون ويصنعون رقائق تمكّن تطبيقات تتراوح من المركبات الكهربائية والمعدات الصناعية إلى أجهزة المنزل الذكي والإلكترونيات الاستهلاكية.

مع توجه المزيد من الصناعات إلى الذكاء الاصطناعي لجعل الأجهزة أكثر ذكاءً واستجابة، ركزت STMicroelectronics على جلب تلك القدرات مباشرة إلى الحافة. على سبيل المثال، يمكن لوحدة التحكم الدقيقة STM32N6 الخاصة بهم، وهي رقاقة قوية وموفرة للطاقة، التعامل مع مهام الذكاء الاصطناعي على الجهاز مثل الرؤية الحاسوبية.

لمساعدة المطورين على بناء تطبيقات الرؤية المضمنة على STM32N6، بحثت STMicroelectronics عن نماذج مرنة وعالية الأداء يمكنها العمل بكفاءة على وحدة تحكم دقيقة. وقد تبين أن نماذج Ultralytics YOLO هي الخيار الأمثل، حيث تقدم مزيجاً موثوقاً من السرعة والدقة وسهولة التكامل.

Link to this sectionقيود تمكين الأنظمة المضمنة المدعومة بالذكاء الاصطناعي#

قبل أن يصبح مفهوم الذكاء الاصطناعي عند الحافة (Edge AI) مقبولاً على نطاق واسع، كانت نماذج الرؤية الحاسوبية تُطور عادةً للعمل على أنظمة كبيرة ومركزية مثل خوادم السحابة أو وحدات معالجة الرسومات (GPUs). وفرت هذه المنصات قدرات الحوسبة اللازمة لتدريب ونشر النماذج الكبيرة، لكنها قدمت أيضاً قيوداً مثل استهلاك الطاقة العالي، والاعتماد على الشبكة، وزمن الانتقال، وزيادة التكاليف التشغيلية.

مع تزايد الاهتمام بتنفيذ تطبيقات في الوقت الفعلي أكثر ذكاءً في صناعات مثل الرعاية الصحية، والإلكترونيات الاستهلاكية، والمدن الذكية، أصبح من الواضح أن دفع معالجة الذكاء الاصطناعي ليكون أقرب إلى مكان توليد البيانات، أي على الجهاز نفسه، كان ضرورة تقنية وفرصة استراتيجية.

ومع ذلك، يمكن أن يكون تشغيل نماذج الذكاء الاصطناعي على وحدات التحكم الدقيقة منخفضة الطاقة أمراً صعباً. فهذه الأجهزة تتمتع عادةً بذاكرة محدودة، وقدرة حوسبة محدودة، وسعة طاقة محدودة، مما يجعل من الصعب نشر نماذج رؤية معقدة دون المساس بالأداء أو الدقة.

احتاجت STMicroelectronics إلى تحديد مجموعة من النماذج المتنوعة بما يكفي لجلب قدرات رؤية حاسوبية موثوقة وفي الوقت الفعلي إلى وحدة التحكم الدقيقة STM32N6 الخاصة بهم، دون مطالبة المطورين بتبسيط نماذجهم أو سير عملهم بشكل جذري. كان هدفهم هو تقديم ذكاء اصطناعي مفيد على الجهاز مع البقاء ضمن القيود الصارمة للأنظمة المضمنة.

Link to this sectionنشر انسيابي لنماذج YOLO على وحدات التحكم الدقيقة#

لتمكين الذكاء الاصطناعي المتقدم على الأجهزة المضمنة منخفضة الطاقة، قدمت STMicroelectronics وحدة STM32N6، وهي وحدة تحكم دقيقة عالية الأداء مجهزة بـ Neural-ART Accelerator™. وهي وحدة معالجة عصبية (NPU) داخلية مصممة خصيصاً لأحمال عمل الذكاء الاصطناعي عند الحافة. تتيح هذه التقنية للمطورين تشغيل استنتاجات الذكاء الاصطناعي مباشرة على الجهاز، مما يقلل الاعتماد على الحوسبة السحابية مع تحسين السرعة والاستجابة وكفاءة الطاقة.

دخلت STMicroelectronics في شراكة مع Ultralytics لتقييم وعرض قدرات STM32N6 من خلال تشغيل نماذج Ultralytics YOLO على وحدة التحكم الدقيقة. وتعد نماذج Ultralytics YOLO، المعروفة بتوازنها بين السرعة والدقة، مناسبة تماماً للبيئات محدودة الموارد والنشر المضمن.

الشكل 1. مثال على تشغيل نموذج Ultralytics YOLO على STM32N6.

من خلال تشغيل متغيرات متنوعة لنماذج YOLO مباشرة على STM32N6، تمكنت STMicroelectronics من إثبات مجموعة من حالات استخدام رؤية الذكاء الاصطناعي، مثل كشف الأشياء، والتصنيف، والتتبع، وكل ذلك ضمن حدود الطاقة والذاكرة لوحدة التحكم الدقيقة. يوفر هذا التعاون للمطورين خياراً موثوقاً لنشر أنظمة مضمنة مدعومة بالذكاء الاصطناعي في الوقت الفعلي باستخدام نماذج رؤية قابلة للتطوير وجاهزة للإنتاج.

Link to this sectionلماذا تختار نماذج Ultralytics YOLO؟#

قدمت نماذج Ultralytics YOLO لشركة STMicroelectronics المزيج الصحيح من الدقة والكفاءة والتنوع المطلوب للأنظمة المضمنة المدعومة بالذكاء الاصطناعي. النماذج خفيفة بما يكفي للعمل على وحدات التحكم الدقيقة منخفضة الطاقة مثل STM32N6، ومع ذلك فهي قوية بما يكفي لتقديم أداء كشف الأشياء وتجزئة الحالات في الوقت الفعلي.

على سبيل المثال، عند تشغيل نموذج Ultralytics YOLOv8n بدقة 256 في 256 على STM32N6، وصل النظام إلى 34 إطاراً في الثانية مع استغراق كل استنتاج حوالي 29 مللي ثانية. وأظهرت قياسات الطاقة أنه استخدم 9.4 ملي جول فقط لكل استنتاج، مما يجعله مناسباً تماماً لمهام الرؤية في الوقت الفعلي على الأجهزة منخفضة الطاقة.

مع دعم متغيرات نماذج YOLO المتعددة، يتمتع المطورون بالمرونة في الضبط الدقيق للسرعة أو الحجم أو الدقة اعتماداً على قيود تطبيقاتهم. إن البنية سهلة التكامل، إلى جانب دعم المجتمع القوي والتوثيق، جعلت Ultralytics YOLO مناسبة طبيعية لهدف STMicroelectronics المتمثل في تسريع تبني رؤية الذكاء الاصطناعي عبر مجموعة واسعة من حالات الاستخدام المضمنة.

من خلال ترخيص مؤسسة Ultralytics، توفر STMicroelectronics للعملاء إمكانية الوصول إلى المجموعة الكاملة من نماذج YOLO للاختبار والتطوير الداخلي. ومع ذلك، لأي نشر تجاري، يتعين على العملاء طلب ترخيصهم التجاري الخاص مباشرة من Ultralytics عبر نموذج الترخيص. وهذا يضمن الامتثال ويدعم مساراً قابلاً للتطوير نحو حلول رؤية الذكاء الاصطناعي الجاهزة للإنتاج.

Link to this sectionمن المدن الذكية إلى الرعاية الصحية: ذكاء اصطناعي قابل للتطوير عند الحافة في العمل#

لقد أدت القدرة على تشغيل نماذج Ultralytics YOLO مباشرة على وحدة التحكم الدقيقة STM32N6 إلى فتح مجموعة واسعة من تطبيقات رؤية الذكاء الاصطناعي لشركة STMicroelectronics ونظام مطوريها البيئي. ومن خلال تقديم استنتاج سريع ودقيق على الجهاز دون الاعتماد على المعالجة الخارجية أو الاتصال السحابي، يجعل هذا الحل من الممكن نشر ميزات ذكية في أنظمة مدمجة ومنخفضة الطاقة.

يستكشف العملاء حالات استخدام عبر قطاعات مثل الكشف عن المشاة والمركبات في الوقت الفعلي في البنية التحتية للمدن الذكية، وفحوصات السلامة على الجهاز ومراقبة الجودة في الأتمتة الصناعية، والتشخيص بمساعدة الذكاء الاصطناعي في أدوات الرعاية الصحية المحمولة. وبالمثل، في مجال الإلكترونيات الاستهلاكية، تُمكّن نماذج YOLO ميزات استجابة مثل كشف الوجود، والتعرف على الإيماءات، وتتبع الأشياء - كل ذلك ضمن قيود الأداء للأجهزة التي تعمل بالبطارية.

Link to this sectionبناء حلول رؤية الذكاء الاصطناعي للغد اليوم#

مع استمرار تطور الذكاء الاصطناعي، تركز STMicroelectronics على جعل جلب حلول قوية وفعالة إلى أجهزة الحافة أسهل. من خلال العمل الوثيق مع شركاء مثل Ultralytics، فهم يساعدون المطورين على البدء بشكل أسرع باستخدام نماذج وأدوات جاهزة للاستخدام وموارد متوافقة مع STM32.

اتخذ الخطوة التالية في ابتكار الذكاء الاصطناعي عند الحافة. تفضل بزيارة مستودع GitHub الخاص بنا لاكتشاف كيف تعمل نماذج Ultralytics YOLO على تغيير الرؤية المضمنة. استكشف تطبيقات الذكاء الاصطناعي في الرعاية الصحية والرؤية الحاسوبية في التجزئة، وتحقق من خيارات الترخيص لدينا اليوم!