{"id":6693,"date":"2022-10-21T11:46:42","date_gmt":"2022-10-21T11:46:42","guid":{"rendered":"https:\/\/network-king.net\/wie-ein-start-up-maschinelles-lernen-mit-sensoren-verbindet\/"},"modified":"2022-10-21T11:54:46","modified_gmt":"2022-10-21T11:54:46","slug":"wie-ein-start-up-maschinelles-lernen-mit-sensoren-verbindet","status":"publish","type":"articles","link":"https:\/\/network-king.net\/de\/wie-ein-start-up-maschinelles-lernen-mit-sensoren-verbindet\/","title":{"rendered":"Wie ein Start-up maschinelles Lernen mit Sensoren verbindet"},"content":{"rendered":"\n<p><a href=\"http:\/\/petewarden.com\" target=\"_blank\" rel=\"noreferrer noopener\">Pete Warden<\/a>, der ehemalige technische Leiter von Googles TensorFlow Mobile Team, hat ein Start-up gegr\u00fcndet, das Systeme f\u00fcr Machine Learning (ML) in Sensoren integriert. Die Idee zu <a href=\"http:\/\/usefulsensors.com\" target=\"_blank\" rel=\"noreferrer noopener\">Useful Sensors<\/a> entstand, als er feststellte, dass das Modell der Software-Frameworks, was f\u00fcr die Einf\u00fchrung von ML genutzt wird, nicht bei allen Ger\u00e4tetypen gleicherma\u00dfen gut funktioniert. Also \u00fcberlegte Warden, wie man ML-Funktionen mit kleinen und preiswerten Modulen wie Sensoren zug\u00e4nglicher machen k\u00f6nnte.<\/p>\n\n\n\n<p>Die Integration von ML in kleine Ger\u00e4te ist nichts Neues. Denn viele der uns bekannten Mobiltelefone kombinieren diese Art von Systemen der k\u00fcnstlichen Intelligenz (KI), um zum Beispiel Lieder zu identifizieren oder Nutzungsmodi f\u00fcr Kameras, wie Nachtsicht, einzurichten. Allerdings stellt die Implementierung von KI in kleinere Ger\u00e4tetypen eine gro\u00dfe Herausforderung dar. Und so kommt das, was wir <a href=\"http:\/\/plugandplaytechcenter.com\/resources\/tinyml-making-smart-devices-tinier-ever\/\" target=\"_blank\" rel=\"noreferrer noopener\">TinyML<\/a> nennen, ins Spiel.<\/p>\n\n\n\n<p>Denn vereinfacht gesagt, bringt TinyML Machine-Learning-L\u00f6sungen auf kleine Hardware und trainiert sie f\u00fcr eine bestimmte Funktion, ohne dass die Trainingsdaten extern verarbeitet werden m\u00fcssen. Dadurch ist es m\u00f6glich, lokal aktualisierte ML-Modelle auf dem Ger\u00e4t selbst zu generieren, die zum Beispiel einen intelligenten Lautsprecher mit einem neuen Ausl\u00f6sewort trainieren oder einen industriellen Prozess auf den ML-Sensoren selbst \u00e4ndern k\u00f6nnen. Hierbei handelt sich also um ein Echtzeit-Training, das nicht in der Cloud oder auf gro\u00dfen Servern mit ML-Systemen, sondern am Rande des Systems durchgef\u00fchrt wird.<\/p>\n\n\n\n<p>Pete Warden gilt als TinyML-Experte und ist Mitautor des Buches <em><a href=\"http:\/\/amazon.com.br\/Tinyml-Learning-Tensorflow-Ultra-Low-Power-Microcontrollers\/dp\/1492052043\" target=\"_blank\" rel=\"noreferrer noopener\">\u201eTinyML: Machine Learning with TensorFlow Lite on Arduino and Ultra-Low-Power Microcontrollers\u201c<\/a><\/em>.<\/p>\n\n\n\n<p>Das erste Produkt von Useful Sensors ist der sogenannte Person Sensor. Er verwendet ein Kameramodul, das mit Algorithmen vorprogrammiert ist, um Gesichter in der N\u00e4he zu erkennen und \u00fcber eine einfache Schnittstelle Informationen dar\u00fcber liefert, wo sie sich befinden. Dabei ist der Sensor so konzipiert, dass er in gr\u00f6\u00dfere Systeme integriert werden kann, um beispielsweise einen Kioskbildschirm aus dem Ruhemodus zu aktivieren, wenn sich jemand n\u00e4hert, ein Mikrofon stumm zu schalten, wenn niemand anwesend ist, oder Ventilatoren auf eine Person zu richten. Auf der <a href=\"http:\/\/sparkfun.com\/products\/21231\" target=\"_blank\" rel=\"noreferrer noopener\">Sparkfun<\/a>-Entwicklerseite ist der Sensor f\u00fcr 10 Dollar erh\u00e4ltlich.<\/p>\n\n\n\n<p>Mit der gedanklichen Planung gehen aber auch Sorgen \u00fcber einen m\u00f6glichen Missbrauch einher, den die Verbreitung vertraulicher Daten \u00fcber Kameras und Mikrofone mit sich bringen w\u00fcrde. Daher beschloss Pete Warden, die ML-Verarbeitung vom zentralen Mikrocontroller auf Peripherieger\u00e4te \u2013 in diesem Fall Sensoren \u2013 zu verlagern, die laut <a href=\"http:\/\/petewarden.com\/2022\/06\/09\/what-are-ml-sensors\/\" target=\"_blank\" rel=\"noreferrer noopener\">ihm<\/a> sicherer und einfacher zu entwickeln sind. Au\u00dferdem ist ihre Angriffsfl\u00e4che sehr klein, da sie keinen gemeinsamen Speicher mit dem Rest des Systems haben. Zudem k\u00f6nnen sie von Dritten \u00fcberpr\u00fcft werden, um die Zuverl\u00e4ssigkeit sicherzustellen.<\/p>\n\n\n\n<h2 class=\"wp-block-heading\" id=\"h-anwendungen-und-trends-bei-tinyml\">Anwendungen und Trends bei TinyML<\/h2>\n\n\n\n<p>In verschiedenen Branchen besteht eine gro\u00dfe Nachfrage nach TinyML. In der Industrie k\u00f6nnen Maschinen mit ML-Sensoren beispielsweise lernen, Ger\u00e4usche oder Vibrationen zu erkennen, die auf Probleme hinweisen, und Warnmeldungen senden. Dadurch k\u00f6nnen Bewertung vorgenommen werden, bevor sie ihren Betrieb einstellen. TinyML kann aber auch f\u00fcr eine verfeinerte Verfolgung von Gegenst\u00e4nden und Waren in Produktionslinien eingesetzt werden. Dar\u00fcber hinaus k\u00f6nnen im Gesundheitswesen Wearables mit TinyML beispielsweise Herzfrequenz- und Temperaturdaten lokal oder von Insulinpumpen verarbeiten, um geeignete Ma\u00dfnahmen vorzuschlagen \u2013 und all das ohne Internetzugang.<\/p>\n\n\n\n<p>Aufgrund von Merkmalen wie niedriger Latenz, effektiver Bandbreitennutzung, Datenschutz und Sicherheit sowie Kostenreduzierung er\u00f6ffnet die Weiterentwicklung von TinyML allerdings auch neue Perspektiven im Bereich des Internets der Dinge (IoT). Denn dank dieser Eigenschaften k\u00f6nnen IoT-Ger\u00e4te auch ohne st\u00e4ndigen Zugang zu Cloud-Diensten zuverl\u00e4ssig funktionieren. Insbesondere an Orten mit unzureichenden Konnektivit\u00e4tsressourcen kann TinyML KI-Analysen lokal durchf\u00fchren und so erhebliche Vorteile f\u00fcr IoT-Dienste gew\u00e4hrleisten.<\/p>\n\n\n\n<p>Laut <a href=\"http:\/\/sciencedirect.com\/science\/article\/abs\/pii\/S2542660521001025\" target=\"_blank\" rel=\"noreferrer noopener\">ABI Research<\/a> demokratisieren TinyML-Anbieter TinyML-L\u00f6sungen in rasantem Tempo, wobei der TinyML-Software-as-a-Service (SaaS)-Markt bis 2022 voraussichtlich 220 Millionen Dollar \u00fcbersteigen und ab 2025 zu einer relevanten Komponente werden wird. Au\u00dferdem hat das Segment der TinyML-SaaS und der damit verbundenen professionellen Dienstleistungen das Potenzial, bis 2030 ein Milliardenmarkt zu werden. Denn ein weiteres Indiz f\u00fcr die Verbreitung von TinyML-L\u00f6sungen in letzter Zeit ist das Wachstum der <a href=\"http:\/\/tinyml.org\" target=\"_blank\" rel=\"noreferrer noopener\">TinyML Foundation<\/a>, in der die meisten der f\u00fchrenden Anbieter in diesem Bereich zusammengeschlossen sind.<\/p>\n\n\n\n<p>Sensorsysteme in Umgebungen und Audioverarbeitung bleiben die h\u00e4ufigsten Anwendungsf\u00e4lle von TinyML, wobei laut ABI Research bis 2022 fast 50 % des Marktes auf Sound-Architekturen entfallen werden. \u201eAlle sensorischen Daten in Umgebungen werden sich wahrscheinlich auf ein ML-Modell st\u00fctzen\u201c, betont David Lobina, Forschungsanalyst f\u00fcr k\u00fcnstliche Intelligenz und maschinelles Lernen bei ABI Research. Dar\u00fcber hinaus werden die gr\u00f6\u00dften Zuw\u00e4chse demn\u00e4chst bei den Ger\u00e4ten f\u00fcr den pers\u00f6nlichen Gebrauch und den Arbeitsbereich zu verzeichnen sein.<\/p>\n\n\n\n<p>Allerdings gibt es auch in diesem Bereich Fallstricke, f\u00fcr die es nach Ansicht von ABI Research gut erkennbare L\u00f6sungen gibt. \u201eDie physikalischen Beschr\u00e4nkungen von TinyML-Ger\u00e4ten sind echt. Diese Ger\u00e4te eignen sich f\u00fcr kleine und kompakte ML-Modelle, die f\u00fcr bestimmte Anwendungsf\u00e4lle Innovationen auf Softwareebene erfordern. Die Softwareanbieter werden auf dem TinyML-Markt am aktivsten sein\u201c, erkl\u00e4rt Lobina.<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"<p>Pete Warden, der ehemalige technische Leiter von Googles TensorFlow Mobile Team, hat ein Start-up gegr\u00fcndet, das Systeme f\u00fcr Machine Learning (ML) in Sensoren integriert. 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