通过利用人工智能延长部署在物联网中的传感器的寿命

物联网（IoT）正在慢慢改变我们收集数据和生活的方式。它还使日常用品能够与组织内的其他设备共享无线连接。这项技术正在打破所有工业领域的创新和概念。据AnalyticsInsight预测，就全球市场而言，物联网的复合年增长率为10．6%。预计将从2019年的6536亿美元扩大到2023年的10804亿美元。

物联网传感器通过互联网通过设备连接积累大量数据。使用人工智能和机器学习工具对这些数据进行分析和评估。收集的传感器数据可以是位置、声音或湿度以及机器的不同测量值。一旦获得数据见解，就可以用来与现有数据进行比较、计算、预测和核对，并采取相应的后续行动。人工智能还帮助存储物联网设备处理的大量数据。此外，人工智能和物联网可以共同推动互联智能机器的发展，这些机器相互共享信息，在没有任何人为干预的情况下做出明智的决策。

物联网设备和传感器正在变得越来越普遍。它们还通过帮助企业从终端设备创建连续的数据流，同时使用更少的能源、更少的浪费和更少的预算，从而最大限度地减少公司对数据科学家和分析师的依赖。然而，物联网传感器和设备只要是在电源下运行，就有资源可用。如果没有固定的电源，它们就不能收集和传输数据。

为了解决这个问题，匹兹堡大学项目的研究人员提出应用人工智能来延长部署在物联网中的传感器的寿命。该系统将有助于减少物联网传感器的能耗，并缓解电池寿命问题。在这个项目中，研究人员使用搭载式传感器，这种传感器由从环境中获取的能量驱动，来触发主要的传感器。背负式传感器将无人值守运行，并且经过训练，使用人工智能算法，只在满足特定事件条件时，才向主要设备发出开启信号。

该研究的首席研究员、匹兹堡大学斯旺森工程学院电子与计算机工程副教授胡景通解释说，利用环境获取的能量运行人工智能算法的主要挑战之一是，环境产生的能量是间歇性的。他补充说：“就像笔记本电脑一样，如果传感器断电，你就会失去数据，所以我们希望帮助人工智能算法做出准确的决定，即使是在间歇性断电的情况下。”

胡教授和他的团队计划开发一种方法，通过利用太阳能、热能或风能等环境中的能源收集技术来节省遥感设备的电力。然后，他们将增加一个第二个小传感器，可以触发一个更坚固的设备，从而节省能源，并允许用户更频繁地更换电池。较小的传感器应由从环境中获取的能量供电。这个较小的传感器将在无人值守的情况下运行，在人工智能的帮助下，它可以被训练成识别模式，并向较大的设备发出信号，以便在特定事件中开启;从而起到看门狗的作用。

根据国家科学基金会（NSF）网站上的博客文章，胡和他的团队概述了三个任务，这将为基于能量收集技术的物联网设备进行间歇性增量推理奠定基础。这些是：

1．开发新颖的功率跟踪感知压缩，在线修剪和自适应算法，以确保在间歇供电的设备上高效部署多出口DNN。

2．开发新的多出口统计和增量神经网络（MESI-NN），以进一步减少等待时间并提高准确性和能效。

3．设计新的神经体系结构搜索算法，该算法可以自动搜索最佳的MESI-NN体系结构。该项目将使用真实的系统和应用程序进行评估，例如图像分类，关键字识别和活动识别。

这项提案的主要目标是延长部署在偏远地区的传感器和设备的使用寿命，这将大大有利于各种消费者、商业、科学和国家安全应用。物联网设备也用于监测和预测自然灾害。例如：传感器技术目前被用于观测地球上一些最偏远地区的活火山所释放的气体。

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