據統計，在全球230個國家約77億人口中，大約有3億人的視力嚴重衰弱或完全看不見。這些人需要盲人拐杖、導盲犬以及家人輔助，才能維持正常的生活，出門行走仍有諸多不便。

土耳其的一位盲人創新者Kürşat Ceylan對此深有感觸，他曾經應邀出席位於紐約聯合國的一次殘疾人權益大會發表演講。會後他自己拉著行李，憑著GPS、智慧型手機和導盲拐杖去酒店，手忙腳亂中不幸碰到一個電線杆上，額頭上留下了一個傷疤。拿著拐杖在大街上行走，雖然能檢測到地面上的障礙物，但卻無法檢測到像電線杆、樹木和公車站牌等較高的障礙物。

「如果拐杖能夠檢測到高及額頭的障礙物就好了！」為此，他和兩個合作夥伴一起開發出WEWALK智慧拐杖。這種智慧的物聯網(IoT)裝置一端直接連接傳統的導盲杖，另一端則是把手。它可以為用戶提供地圖導航、障礙物檢測報警、LED燈安全警示、語音助理和麥克風揚聲器等便利功能。Kürşat Ceylan希望WEWALK不但能為盲人引路，更能鼓勵他們積極走出家門參與更多商業和社交活動，享受跟正常人一樣的生活樂趣。

智慧拐杖的功能特性

這種智慧拐杖內建超音波感測器，可以感應到160cm高的障礙物，還帶有震動和聲音警示裝置，可以透過藍牙與智慧型手機連接。透過專門的手機App，用戶可以在智慧拐杖的觸控面板上左右滑動，進行功能設置，例如語音助理、「我在那裡」等。它還可以與Google Maps連接進行導航，電池續航達5小時，目前支援的語言包括英語、土耳其語、阿拉伯語和葡萄牙語。

WEWALK拐杖採用哪一款微處理器作為運算處理主控晶片，目前還不得而知，據筆者推測可能是Arm Cortex-M核心的微處理器。現在量產商用的Cortex-M處理器僅能提供有限的震動檢測、感測器融合及關鍵字檢測等功能，要想達到盲人導航所需要的要求，就需要處理器具有物體檢測和異常檢測功能，最好還有語音辨識、手勢檢測，甚至人體徵象認知等人工智慧(AI)功能。

Arm最新運算與AI組合

此外，據Arm醫療創新團隊稱，WEWALK所採用的超音波感測定位技術還有很多局限，例如感測範圍小、精確度不高，所需要的感測、處理及電源管理等功能會導致最終設計體積較大，功耗也較高。一種更好的替代方案是採用360度攝影機來實現具有AI功能的感測與運算處理，但這就需要具有更強AI功能的微處理器支援。

Arm最新發佈的Cortex-M55處理器搭配其Ethos-U55微神經網路處理器(NPU)，可望讓智慧拐杖更加智慧，協助盲人更好地「看見」周邊環境。這個運算與AI的組合特別適合IoT領域的新AI應用場景，包括盲人拐杖檢測障礙物、人機互動的語音或手勢辨識，以及高速運輸車輛的預測性故障感測系統等。

這種新的處理器組合可以讓開發人員採用攝影機的AI視覺，再加上無線通訊和導航功能，不但可以滿足智慧拐杖的導引功能，而且功耗也較低，可以確保電池達到一整天的續航能力。此外，即便不能連網，其本地AI推論和處理能力也足夠支援智慧拐杖的正常使用，成為盲人用戶的「眼睛」。

終端AI實現更多AIoT創新應用

預計到2050年，全球人口將增加到96億，人口老齡化和城市化對於智慧城市、醫療保健和公共交通帶來了巨大的挑戰。IoT和AI將是因應這些挑戰的有力技術手段，也將為各種傳統領域帶來創新，例如輔助殘疾人士恢復正常生活、生命徵象和健康監測、遠端診療、醫院和工廠的人機互動、城市交通設施的預防性故障監測防護等。

隨著IoT、AI和5G的發展相互交織，AI功能從雲端逐漸往邊緣和終端擴展。終端智慧意味著體積更小、成本和功耗更低的終端裝置會愈來愈智慧、功能也愈來愈強，同時因為對雲端與網路的依賴較小，也將具備更高的隱私性與可靠度。

對於嵌入式物聯網終端，微處理器的AI推論功能和功耗是兩個尤其重要的衡量指標。Cortex-M55是Arm迄今為止AI能力最強的Cortex-M處理器，也是首款基於Armv8.1-M架構、內建Helium向量處理技術的處理器。相較於現有的Cortex-M處理器相比，Cortex-M55的ML性能最高可提升15倍，而DSP性能也可提升5倍，且具備更佳的能耗比。

此外，Arm還開放了自訂指令集(Custom Instructions)，讓開發人員可針對特定工作負載進行最佳化，擴展Cortex-M55處理器的功能特性。

對於性能需求更高的機器學習(ML)系統，搭配Cortex-M55與Ethos-U55的組合性能較現有Cortex-M處理器提升480倍，因為Ethos-U55具有高度的可配置性，能夠加速小尺寸嵌入式IoT裝置的ML推論能力，其先進的壓縮技術可以顯著節省電力並縮小ML模型尺寸，從而執行於原本只能在較大系統上的神經網路運算。

在開發工具方面，Arm針對傳統DSP與ML等工作負載，採取了一致的開發流程。同時從TensorFlow Lite Micro開始，針對先進ML架構進行特定的整合與最佳化，確保開發人員能夠在任何一種Cortex-M與Ethos-U55的配置上獲取最佳性能。

技術為應用服務，新應用造就新的市場主導者，這是科技產業和市場發展久經驗證的「規律」。智慧拐杖只是新興的AI+IoT技術服務於傳統應用的一個案例，還有更多傳統應用等待具有創新思維和創新技術的個人、組織和企業去挖掘。

活動簡介

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