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令小米汗颜!这块AI芯片让家电不联网就能听懂人话

放大字体  缩小字体 发布日期:2017-12-15   来源:智东西   浏览次数:133
核心提示:看点:13年前造出中国第一块彩电芯片,13年后他让家电听懂人话。 随着移动互联网红利日渐式微,一个更具备颠覆性、更具备革命性
看点:13年前造出中国第一块彩电芯片,13年后他让家电听懂人话。
随着移动互联网红利日渐式微,一个更具备颠覆性、更具备革命性的王朝正悄然来临——人工智能(AI)。在下一个十年里,图像识别、语音交互、机器学习、AI芯片等相关产业将以迅猛的势头持续占领市场份额,为人工智能无孔不入地渗透进各行各业打下坚实基础。
令小米汗颜!这块AI芯片让家电不联网就能听懂人话
随着移动互联网红利日渐式微,一个更具备颠覆性、更具备革命性的王朝正悄然来临——人工智能(AI)。在下一个十年里,图像识别、语音交互、机器学习、AI芯片等相关产业将以迅猛的势头持续占领市场份额,为人工智能无孔不入地渗透进各行各业打下坚实基础。

随着技术与算法的发展,人工智能也在进行着从“软”到“硬”的拓展。正如PC芯片时代造就了英特尔,智能手机芯片时代造就了高通,随着人工智能时代大幕拉开,人工智能芯片产业也正涌现出一大批入场玩家,这其中不仅有海内外一众科技巨头高歌进军的身影,其他大大小小的创业公司们也都竞相上阵,市场风起云涌,好不热闹。

这种热闹既体现在AI芯片芯片陆续涌现上,又体现在资本市场的持续关注上——最近,一家名为启英泰伦的成都公司刚刚完成三千万元的A轮融资。智东西在上周专程来到位于成都高新区的启英泰伦公司,与董事长兼CTO何云鹏进行了一场一对一的深入对话。

启英泰伦董事长兼CTO何云鹏
启英泰伦董事长兼CTO何云鹏

与市面上大多数AI芯片公司不同,启英泰伦选择了家电产品语音控制作为核心应用场景,不仅在今年1月就成功量产了语音AI芯片CI1006,搭载专用神经网络处理单元;还凭借耐高温、耐高湿、低成本、低功耗等工业化特性,成功打入了长虹、美的等一众我们耳熟能详的老牌家电厂商的产品中,使得用户能够离线语音控制空调、浴霸、微波炉等电器。

 

年初量产第一代语音AI芯片

启英泰伦成立于2015年11月,专注于语音识别AI芯片、语音识别应用方案,目前团队约有50人。不久前,启英泰伦刚刚完成三千万元的A轮融资,由沣扬资本领投。此前的一千多万元天使轮融资则由Roobo智能管家领投。

启英泰伦于2016年6月推出、2017年1月量产了第一代语音AI芯片CI1006。CI1006封装后尺寸大约为9mm x 9mm,能够作为MCU微处理单元集成在家电内部的电路板上。下图右边就是搭载CI1006的单麦克风解决方案,最中间标有“ChipIntelli”的黑色小方块就是CI1006芯片,家电厂商可以将这个黑色小方块放到自己产品内部的电路板上。

搭载CI1006的单麦克风解决方案
搭载CI1006的单麦克风解决方案

之所以将CI1006称为AI语音芯片,就是因为其中搭载了专门用于AI语音识别计算加速的硬件模块。下图是CI1006芯片的内部结构。图中灰色方框里的ASR硬件加速引擎能够为家用电器提供语音识别功能。

CI1006
CI1006

我们可以看到,ASR模块里分三个部分,VAD、FE、DNN。

VAD(Voice Activity Detection,语音激活检测)是芯片里的语音检测模块,可以监测输入的这段声音是噪声还是语音,同时可以检测它的开始和结束点。

FE(Feature Extraction,特征提取)是芯片里的特征提取模块,可以提取语音数据的目标特征。

DNN(Deep Neural Networks)则是深度神经网络模块,能够进行语音的识别。

简单来说,这块芯片能够将你说的话“翻译”成机器能够理解的命令,而且不需要连接网络,可以在本地离线执行。比如你直接对着台灯说“打开台灯”、直接对着微波炉说“微波炉,加热”等命令时,这些家用电器就能应声而动。

目前,长虹、美的、海尔、TCL等老牌家电厂商都陆续采用了启英泰伦的产品,根据何云鹏介绍,目前有六七十家合作伙伴的项目已经落地启动,如果加上排队项目与渠道商对接的项目的话,总计有超过五百个合作伙伴。目前启英泰伦的双麦克风解决方案售价低于100元/套,单麦克风解决方案则更低。

除了提供芯片外,启英泰伦还会配合厂家提供芯片模块参考设计、语音识别引擎、语音软件设计等全链条服务。厂家提出他们想要什么样的唤醒词、什么样的命令语句,由启英泰伦提供CI1006芯片模块,并提供芯片模块参考设计(如何将CI1006最高效地集成在这款家电的电路板上),并且会根据厂家需求打造配套可用的系统软件。最后,厂家将这个芯片焊在自家产品的电路板上,这款产品(电饭锅、洗衣机、灯泡)就能够具备语音控制功能。

据何云鹏介绍,虽然各个家电厂家的需求不同,但是启英泰伦内部已经形成了一套标准化、流程化的合作模式,推进速度非常快,现在一款搭载CI1006芯片的智能家电打造时间最快一个多月,最慢不超过三个月。像美的、长虹这种大公司,现在已经有十多个产品项目在同时推进当中。

除了CI1006外,启英泰伦还将会在2018上半年里陆续推出两三款不同的AI芯片,主打麦克风阵列拾音或是其他成本更低、功耗更低的新品。

 
中科院半导体技术出身,十六年芯片经验

一家公司的气质、定位、市场打法,往往都与创始人的个人经历息息相关。在何云鹏身上,我们不难发现他与启英泰伦的共享基因。

2001年年底,一架跨洋飞机将何云鹏从新加坡带回到了祖国大陆上,彼时的何云鹏有着中科院半导体所半导体硕士和新加坡国立大学光电子硕士的学术背景,并且有着新加坡和美国的工作经历。

回国后,何云鹏加入了刚刚成立不久的海信专用集成电路设计中心,负责高清电视主控芯片的技术研发,同时参与团队筹建、立项、项目开发等。

不知道大家还记不记得,二十一世纪初期的中国正经历着改革开放的快速经济发展阶段。以制造业为例,截至2004年底,我国有彩电生产企业68家,彩电年产量7328.8万台,实际销量占全球销量的55%,已经成为世界上最大的电视生产国。

然而,这7000多万台电视机中所使用的核心视频处理芯片均为进口,没有一片来自我国企业自行研发。高额的上游利润都被国外企业所赚走,而国内制造业只能赚加工的钱,以价格战、低成本厮杀,赚取产业链中的微利。

2005年5月,海信“信芯”芯片发布会,最左为何云鹏
2005年5月,海信“信芯”芯片发布会,最左为何云鹏

经过四年的潜心研究,在2004年,何云鹏及其团队终于研发出了国内第一款高清晰高画质数字视频媒体处理芯片——海信“信芯”( hiview),采用当时国际先进的0.18微米工艺,年底一次流片成功。到了次年5月,海信正式举办发布会,宣告该款芯片在海信彩色电视全线量产应用。这事在当时引发了不小的震动,不仅获得了新华社、人民网(603000,股吧)的报道,总理、政府常委等也纷纷题词、写信祝贺。

此后的几年间,何云鹏又在海信参与了好几代“信芯”芯片的研发量产过程,一直到了2011年中,他决定辞任海信技术副总,回到成都老家,加入长虹芯片部门担任技术总监。

2012年的冬天,计算机视觉识别领域一年一度的“奥林匹克” ImageNet计算机识别挑战赛在众人的屏息凝神、翘首以待中公布了最终结果——来自多伦多大学的Geoffrey Hinton教授带领团队使用深度学习技术,首次将机器图像识别技术的错误率陡降到15.3%,一举夺冠。此事成为图像识别学科历史上的一个重要节点,人工智能从此迎来二十一世纪的第一抹朝阳。

此后,深度学习技术不断发展,不仅在图像方案取得不俗成果,在语音识别上也是成绩斐然。2015年,运用深度神经网络(DNN)进行语音识别的准确率已经达到了90%以上。

深耕家电芯片十多年的何云鹏既看到了家电行业对语音交互技术的迫切需求,又看到了深度神经网络的快速发展,再加上深知传统CPU、DSP芯片方案在AI应用上存在性能与功耗的缺陷。在2015年年底,他决定辞职创业,11月,启英泰伦成立。

何云鹏告诉智东西,图像场景的AI芯片前期投入非常大,不适宜一般初创企业进军。但随着启英泰伦的业务不断发展,下一步他们也会在芯片中加入图像处理模块,并逐步将业务线拓展到车载、机器人等场景中。

 
家电存量市场饱和,智能化迫在眉睫

目前,我国家用电器的存量市场已经接近饱和,在消费升级的大环境下,智能、健康、个性化已经逐渐成为家电高端市场增长的重要因素,用户不再满足于平常的洗衣、照明等功能,转而更加在意消费体验的升级。

“家电市场对于智能化的需求非常强烈,”何云鹏说,“过去十几年里,手机发展得太快了,尤其是在从按键机向触屏机转变之后,各类手机应用开始大爆发,而家电产品几乎没什么变化,难道是家电厂商们没有想法、没有研究吗?”

不是的。想法有,特色的功能也有,可增加功能必然意味着用户交互手段的复杂化——更多按钮、更多选项、更多设定——用户并不喜欢。

因此,语音识别控制技术并不只是给家电增加了一个“功能”,而是一个桥梁,让家电厂商通过这个桥梁,将自己十几年来的积累的想法、创新的功能逐一实现。

在过去3-4年间,传统家电其实智能化过程中经历了好几段发展路径:间接控制-WiFi模块控制-(以WiFi模块+智能音箱为代表的)语音控制-内置AI芯片控制。

间接控制是最早出现的一种后装解决方案,通过一个可以连接网络的智能插座,插上它之后,用户可以联网控制最简单的家电开/关。

WiFi模块控制是小米、海尔等厂家使用的方式,通过在自己的产品中即成了WiFi控制模块,用户可以通过手机APP连接该模块,联网控制家电的开关、调节温度等。

(以WiFi模块+智能音箱为代表的)语音控制是随着这两年来智能音箱兴起而出现的控制方式,用户需要通过智能音箱来语音控制家电,不过这要求智能音箱跟家电都连接网络。

最后一种就是启英泰伦现在采用的这种,通过内置语音AI芯片,使得家电产品不需要联网就能具备语音控制功能。

由此可以看到,启英泰伦在改变家电产业的核心路径是通过与家电企业合作,置入AI语音芯片后,让传统家电产品能够以一种非常简单直接的方式实现语音控制,这同现在小米、海尔等推行的让家电通过加入WiFi模块实现远程控制的方式相比,摆脱了家电智能化联网和控制标准的屏障;同时,不可联网的特性也让控制的多样玩法、不同设备的联动没那么方便,使用哪种方式更合适取决于家电企业对使用场景的判断。

 
家电芯片需要工业级别可靠性

其实,除了启英泰伦之外,不少语音软硬件也都公司看好了家居语音这块蛋糕——从小型创业公司到大型家电厂商都有——语音交互技术也在几年前就能基本实现了,可市场一直没有进入爆发,直到今年才在智能音箱这种新锐产品中展露头角。

这其中的原因很多,一方面,前几年语音交互技术还不够成熟,用户体验不够好;另一方面,家用电器已经发展得非常成熟,对于成本、功耗、耐高温等工业特性有着严格的要求。

拿功耗举例,一般家电强制待机功耗只有1W,可是一般语音AI解决方案功耗动则好几W,一加上去这个机器没法转。又比如,在家用电器里,耐高温、耐高湿这种是芯片的基本要求,但实验级、消费级的语音AI芯片往往不能达到这种要求。

启英泰伦的降噪芯片+CI1006解决方案
启英泰伦的降噪芯片+CI1006解决方案

目前,启英泰伦的其单麦克风解决方案工作功耗小于100毫瓦,双麦克风解决方案功耗小于300毫瓦,待机状态下的功耗只有约30毫瓦。

 
结语:推进语音交互在家用电器中的应用

在近年来,云计算所带来的带宽、隐私、稳定性等问题催生了端智能的快速发展,人工智能技术也不断成熟,从软件应用逐步走向了硬件落地,AI芯片应运而生。

在这样的背景下,启英泰伦先人一步将语音识别技术固化到了芯片上,并通过创始人经验积累+团队合作研发,将芯片做到了低功耗、低成本、高稳定性的工业级别优势,能够帮助推进语音交互在智能家电中的铺展应用,受到了不少家电厂商的欢迎。

不过,蓝海毕竟存在期限,最近大大小小的公司都陆续推出或正在推出相应的AI芯片,初创企业需要提高警惕,在技术领先的红利期加速奔跑,才能保持优势,不至于被大型公司或是传统家电厂商以资源优势后期反超。


 
关键词: 智能家居 智能家电
 
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