边缘AI

第 8 章 设计边缘人工智能应用 设计边缘人工智能应用

本作品已使用人工智能进行翻译。欢迎您提供反馈和意见：[e-mail]

应用的设计和开发是将边缘人工智能的所有线索交织在一起的过程。它需要了解我们迄今为止讨论过的所有问题，包括问题框架、数据集收集、技术选择和负责任的人工智能。除此之外，还需要掌握在相关领域设计产品以及在软件和硬件中实现设计所需的技能和知识。

在本章中，我们将介绍边缘人工智能应用的设计过程，并将学习一些最重要的设计模式，这些模式在实际应用中使用，可以应用到你自己的工作中。在本章结束时，你将熟悉边缘人工智能产品设计的要求，并准备好开始创建自己的产品。

边缘人工智能应用的设计有两个主要部分：产品或解决方案本身，以及使其发挥作用的技术架构。这两部分是相互依存的。产品设计会影响到所需的技术架构，而技术的限制因素也会影响到设计。

此外，整个设计和实施过程都要考虑到产品在现实世界中部署的具体情况。在收集数据、尝试不同方法以及在实际条件下测试解决方案的过程中，您的设计需要不断发展。

这种动态系统需要一个迭代的设计过程，在这个过程中，解决方案会被逐步尝试、调整和改进。为此进行规划的最佳方法是深入了解您要解决的问题和潜在解决方案的空间。

硬件产品设计和嵌入式软件架构本身就是重大课题。在本书中，我们将特别关注与边缘人工智能相关的设计考虑因素。

产品和体验设计

边缘人工智能产品的目标是解决一个特定的问题。现实世界中的大多数问题都由多个部分组成，必须解决所有这些部分才能算 "解决 "了问题：

问题本身

产品解决根本问题的程度

人的因素

产品满足用户期望的程度

更广泛的背景

产品在多大程度上满足了我们这个世界的现实需求

为了说明这一点，让我们来看一个假设的例子。

跟踪举重锻炼

许多人发现使用可穿戴设备跟踪自己的锻炼活动非常方便。例如，专为跑步者设计的智能手表可以记录特定跑步的距离、时间和生物信号。这有助于跑步者了解自己的运动量，并跟踪自己的运动进展。

不过，有些活动比其他活动更难跟踪。跑步的关键指标是距离和时间，这很容易被动测量。而举重则更为复杂。举重运动员必须跟踪：

• 他们正在做的具体动作（如卧推、深蹲）

• 他们使用的重量

• 他们成功完成的重复次数（例如，上下举重 10 次）。

• 他们做了多少组重复动作（例如，3 组 10 个重复动作）

• 每组之间的等待时间

如果运动员能够走进健身房，进行锻炼，并立即记录下他们所做的运动，而不用记在笔记本上，那将会非常方便。

让我们考虑一下解决举重训练跟踪问题的两种不同方法。请记住，我们需要解决三个问题：问题本身、人的因素和更广泛的背景。

在我们的第一个解决方案中，运动员佩戴的智能手表配有加速计。每组训练前，运动员使用硬件按钮在手表上输入运动类型以及举起的重量。在一组运动中，手表会记录所做动作的次数，并使用人工智能算法，根据加速度计的数据了解动作何时完成。锻炼结束后，这些信息会同步到移动应用程序中供查看。

这是否解决了问题本身？从技术上讲，是的--该系统允许运动员在没有笔记本的情况下跟踪他们的举重训练。从更广泛的角度来看，这个解决方案似乎也不错：健身可穿戴设备很常见，价格低廉，设计实用，而且已被社会广泛接受。

然而，当我们考虑到人的因素时，事情就显得不那么吸引人了。我们的设计要求运动员在每组动作之间将重量数字输入智能手表。这是否是比使用纸质笔记本更优越的解决方案，值得商榷。事实上，很多人都认为在锻炼过程中与智能设备界面进行交互是一件令人沮丧的事情。 ...