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電子業智慧化之道-介紹「兩段式」移植策略
 

【作者: 高煥堂】   2019年05月17日 星期五

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十多年來的移動潮流下,「軟硬結合」成為電子(IT)產業的熱門話題,也是非常重要的產業策略。如今,在AI時代裡,「軟硬結合+AI模型」成為大家關心的產業議題。本文提出了「兩段式」移植策略,與各位讀者分享。


當我們仔細觀察日常生活中的食物供應鏈,可以發現它是典型的兩段式組合模式。首先,上游的各種新鮮食材先彙集於「蔬果超市」,再由「美食街」烹調,做出香噴噴飯菜或套餐等,讓消費者來享用。



圖一 : 在AI時代裡,「軟硬結合+AI模型」成為大家關心的產業議題。 (source:Barron's)
圖一 : 在AI時代裡,「軟硬結合+AI模型」成為大家關心的產業議題。 (source:Barron's)

同樣地,在AI領域裡,第一階段的移植,就是把AI模型移植到普及的Android手機裡,放0在AI模型超市(或平台)裡,讓電子業廠商瀏覽,而人人可以下載到自己的手機裡運行。試用滿意了,就可以進一步與AI模型開發者合作,發展商業化的AI模型,然後移植到最終的電子產品上。


AI模型超市的概念

大家已經很熟悉日常生活中的食物供應鏈了,那麼,在電子業AI(智慧)化的新型商業模式裡,經由大數據而進行訓練之後的具有智慧的「AI模型」,就相當於上述的蔬果,可以彙集於「AI模型超市」,提供各電子業的廠商來瀏覽、試用。


電子廠商相當於美食街裡的餐館,可以從「AI模型超市」購買模型(如同食材),也可以直接向AI模型開發者(如同農民)進行大批量採購。然後,進入第二階段,就是把AI模型整合進去電子設備或產品裡,成為電子產品的新亮點。


這就是我所提出的「兩段式」移植策略。由於大家對於第二階段的移植(將AI模型移植到最終產品)比較熟悉,在本文中,我特別闡述第一階段的移植,並以案例來說明其詳細流程。


從一個情境說起

大學生Melody有一位親戚是手相算命高手,Melody收集這位高手的經驗大數據做為AI模型的訓練資料,然後利用我的「Excel+TensorFlow」環境,不必編寫Python程式,就能展開手相算命的AI模型訓練,然後從TF(即TensorFlow)匯出訓練完成的AI模型(*.pb和*.pbtxt檔案)。


她來到「AI模型超市」找店長,要求放在超市裡讓人人來瀏覽,以便尋找到更好的買主。由於Melody不具備Python的程式設計能力,店長就請我幫Melody寫一支Android App來載入Melody的AI模型,整合起來可運行於人人的Android手機上。


範例說明

展開訓練

接下來,我以aa08範例來說明(詳細內容請見《不程式設計,人人學AI》一書)。


有一天,Melody做出了aa08裡的「玩具兔/玩具熊」AI模型,此AI模型能讓AI機器來分辨玩具熊與玩具兔的例子。其相關的訓練資料是:


表一

身體重量

尾巴長度

玩具種類

1

4.2

1

5.6

2

6.0

2

5.2

3

1.3

3

2.1

4

1.4

5

2.0


Melody就在Excel上進行訓練,如下:



圖二
圖二

訓練好了,就進行檢驗。Melody在黃色儲存格裡輸入資料: [2.8, 5.9],如下:



圖三
圖三

這AI模型進行預測,而回答是:Z= 0.076。因而判斷出:這是玩具兔。這是很準確的判斷。接著,Melody繼續進行檢驗。輸入另一隻玩具動物的體重是4.8克,其尾巴長度3.3公分。請AI機器判斷它是兔子或是熊呢? 如下:



圖四
圖四

這AI機器的回答是:Z = 1。 因而判斷出:這是玩具熊。這也是很準確的判斷了。亦即AI機器具有高度智慧,能正確地分辨出:[2.8, 5.9]是代表玩具兔,而[4.8, 3.3]則是代表玩具熊。經過檢驗成功了。Melody就按下了上圖裡的「OK」按鈕,自動匯出的訓練好的AI模型(*.pbtxt檔案)。


想要銷售AI模型

接下來,Melody想把她的研發成果賣給IT產業,希望能夠讓其AI模型能夠移植到形形色色的電子產品,如手機、手錶、機器人、販賣機等。於是,她就來到了「AI模型超市」,希望店長能夠幫她的產品(即AI模型)上架進行宣傳和銷售。


展開第一階段移植:於Android手機上演示

由於Melody不會Python程式設計,透過我寫的Android App來載入Melody的AI模型,作為演示原型(Prototype),讓人人可以使用這支App來體驗一下其AI模型的威力和魅力。


上架之後,有了許多顧客來到「AI模型超市」,看到了這個AI模型的廣告,大家都躍躍欲試。例如,顧客A來了,就從我的PC上,把我的App(*.APK)載入到他(A)的Android手機裡,如下:


圖五
圖五

左下角的"Android AI App"就是我幫Melody寫來展示AI模型的Android App,也把Melody的AI模型(*.pbtxt檔)複製(移植)到手機裡的SDCard裡。然後執行這支App,呈現畫面如下:


圖六
圖六

按下「Load…」按鈕,就從手機SDCard裡的*.pbtxt檔,讀取AI模型,顯示出所讀到的權重(Weight)值,如下:


圖七
圖七

然後,輸入檢驗資料:[2.8, 5.9],如下:


圖八
圖八

按下「OK」,AI模型就開始運行,進行判斷&預測,輸出如下:


圖九
圖九

此時,這AI機器的回答是:Z= 0.076。因而判斷出:這是玩具兔。這是很準確的判斷了。Melody繼續進行檢驗。輸入另一隻玩具動物的體重是4.8克,其尾巴長度3.3公分。請AI機器判斷它是兔子,還是熊呢? 如下:


圖十
圖十

這AI機器的回答是:Z = 1。因而判斷出:這是玩具熊。這也是很準確的判斷了。亦即AI機器具有高度智慧,能正確地分辨出:[2.8, 5.9]是代表玩具兔,而[4.8, 3.3]則是代表玩具熊。


由於,體驗效果非常美好,顧客A,B,... 都很滿意,準備向Melody購買AI模型的IP,進一步投資商業化。


結語

這支App會自動去SDCard裡讀取AI模型,然後進行演示。經過一些時日之後,Melody可以利用「Excel+TF」環境來重新訓練AI模型,重新匯出並新複製到SDcard裡,讓手機用戶重新執行該App時,就會讀取新的模型。這樣就不必要求Android 開發者重新編譯App,也不必要求User重新安裝App。亦即在App都不更動的情形下,可以動態更新AI模型。


就像不更換手電筒,但隨時可更換電池,也像是不更換自動鉛筆,但隨時可更換筆心一樣。把所有品牌的電池都集合在一個門市銷售,就成為「電池超市」,而把所有品牌的筆心都集合在一個門市銷售,就成為「筆心超市」。同樣地,把所有人用TF訓練出來的AI模型都集合起來,在一個門市銷售,就成為「AI模型超市」。


Android手機App開發者就像美食街的各餐館,會來超市買AI模型(新鮮食材),而各機器人廠商和各電子產品廠商也像美食街的各餐館會到超市買AI模型(新鮮食材),於是電子業AI(智慧)化之道,就愈來愈寬廣了,同時AI產業也擴大成為一個巨大生態了。


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