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Künstliche Intelligenz & Deep Learning

 Computer mit künstlicher Intelligenz - Deep Learning

ICP Deutschland bietet seit 2018/2019 eine komplette Serie an Industrie PCs für die Realisierung von Deep Learning Anwendungen und Projekten im Umfeld der künstlichen Intelligenz an. Hauptaugenmerk der industriellen Hardware unter dem "IEI Brand" ist eine integrierte intelligente Deep Learning Software von Intel. Die Deep Learning Technologie basiert auf sogenannten neuronalen Netzwerken, die es Maschinen ermöglicht künstliches Wissen durch Training und Interferenz zu erlernen, zu verfeinern sowie neue Informationen zu erkennen und sinnvoll zu verarbeiten.

Künstliche Intelligenz und Deep Learning sind Bestandteil der fortschreitenden Digitalisierung, die Internetgiganten wie Facebook, Google und Co bereits jetzt einsetzen und auch zukünftig vor der Industrie, wo Mensch und Maschinen interagieren nicht Halt machen wird.  Künstliche Intelligenz Produktübersicht



 KI - Vorteile Ihre Vorteile


Die Vorteile von KI-Lösungen sind vielfältig:

  • Vorinstalliertes Software Paket bestehend aus OpenVINO™ Toolkit, Intel® Media SDK, Ubuntu 16.04 Desktop LTS Betriebssystem und Intel® System Studio 2018
  • Optimal abgestimmte Hardware Leistung durch Intel® Core™ i5 /i7 Prozessoren und Intel® HD Graphics zur Analyse von hochauflösenden Bild- und Videodaten sowie Maschinen- und Sensordaten
  • Flexibel skalierbare und erweiterbare Systeme durch PCIe x4 basierte Beschleunigungskarten, die mit VPU und FPGA Technologie ausgestattet sind
  • Schnelle vereinfachte Entwicklung und Bereitstellung von Software an der Edge durch praxisnahe Referenzbeispiele




 Wie funktioniert Deep learning Wie funktioniert Deep learning?


Deep learning (DL) ist eine maschinelle Lerntechnik, die auf tiefen neuronalen Netzwerken und wiederkehrenden neuronalen Netzwerkarchitekturen basiert. Diese künstlichen neuronalen Netze sind mit der Struktur des menschlichen Gehirns vergleichbar. Der zugrunde liegende Lernprozess wird durch die Verwendung von Darstellungen von Merkmalen direkt aus Daten wie Bild, Text und Ton realisiert. Diese Darstellungen sind das Ergebnis der Abstraktion von Eingangsdaten in mehreren Schichten und auf verschiedenen Ebenen, die ein übersichtliches Netzwerk bilden. Deep Learning wird beispielsweise in den Bereichen Computer und Machine Vision, Sprach- und Audioerkennung oder Social Network Filtering eingesetzt. In einigen Fällen kann die Leistung von Deep-Learning-Algorithmen genauer sein als das menschliche Urteilsvermögen.


 Künstliche Intelligenz - Deep Learning Überblick


Folgende drei Schritte sind notwendig, um erfolgreich Deep-Learning-Projekte durchzuführen:

Künstliche Intelligenz - Deep Learning Prozess Schritt 1 - Datenerfassung Künstliche Intelligenz - Deep Learning Prozess Schritt 2 - Training  Künstliche Intelligenz - Deep Learning Prozess Schritt 3 - Inferenz

Datenerfassung für KI KI-Training Datenerfassung & Training


Vor Beginn der Schulung von Bildverarbeitungsanwendungen ist eine Datenerfassung erforderlich. Ein riesiger und vielfältiger Datensatz aus jeglicher Art von Quelle wie Web, Cloud, Sensoren oder Bildern muss verfügbar sein. Anschließend erfolgt die Datenaggregation und -kennzeichnung, um z.B. Tierbilder genau klassifizieren zu können. Basierend auf den aggregierten Daten wird das Deep Learning Modell entwickelt und trainiert. Das Training wird in einem Lernverfahren durchgeführt, das aus Schichten besteht. Die erste Eingabeschicht enthält Rohdaten, z.B. eine Matrix von Pixeln, die in den nächsten Schichten automatisch abstrakter wird (ausgeblendet). Schritt für Schritt werden spezifische Merkmale (z.B. Kanten, Augen, Nase) kodiert, bis das gesamte Tier in der letzten Ausgabeschicht erkannt wird. Das Ergebnis ist, dass ein Hund von einer Katze unterschieden werden kann.


 Künstliche Intelligenz - Training Systeme

GRAND-C422 KI Training System

Das KI Training System Grand-C422 ist speziell für diese Aufgaben konzipiert, da es eine große Auswahl an Steckplätzen für Speichererweiterung, Beschleunigungs- und Videoerfassungskarten, ThunderboltTM- oder PoE-Zusatzkarten für unbegrenzte Datenerfassungsmöglichkeiten bietet. Um ein Trainingsmodell zu entwickeln, werden bestehende und weit verbreitete Deep Learning Trainings-Frameworks wie Caffe, Tensor-Flow oder Apache MXNet empfohlen. Diese erleichtern die Definition einer geeigneten Architektur und der Algorithmen für eine eigene KI-Anwendung.



KI-Inferenz Inferenz & Optimierung


Ist das Deep Learning Modell testbereit, kann es auf das Inferenz System TANK-870AI zur Leistungsoptimierung und Ausführung von Inferenz-Aufgaben übertragen werden. Inferenz wird als Argumentation in Schritten bezeichnet, wobei vorhandenes Wissen genutzt wird, um logische Schlussfolgerungen zu ziehen. Im Bereich der KI übernehmen neuronale Netze diese "Vorhersage" und "Bewertung", indem sie neue Daten durch ein trainiertes Modell leiten, um die Ergebnisse für jede Anfrage zu berechnen.

 Künstliche Intelligenz - Deep Learning Inferenz System

TANK-AI Inferenz System

Ein großer Vorteil des TANK-870AI ist das vorinstallierte Open-Source-Entwickler-Toolkit Open Visual Inference Neural Network Optimization (OpenVINOTM). Es ist kompatibel mit weit verbreiteten Deep Learning Frameworks, optimiert das Deep Learning Modell über einen integrierten Modelloptimierer und eine Inferenzmaschine (Runtime) und beschleunigt den Bereitstellungsprozess der Inferenzlösung durch vortrainierte Modelle, Beispiele und Demos.

Enthaltene Software

Künstliche Intelligenz - Deep Learning - OpenVINO Toolkit



KI-Computing-Accelerator Computing Accelerator Karten


Darüber hinaus kann die Leistung optimierter Inferenzmodelle durch Hinzufügen von Computing Acceleration Karten mit Intel® Field Programming Gate Arrays (FPGA) oder Intel® Movidius® Vision Processing Units (VPU) weiter verbessert werden. Eine Alternative zum OpenVINOTM Toolkit ist TensorRT. Die Kombination aus GRAND-C422, TANK-870AI, den Beschleunigerkarten und einem Deep Learning Toolkit bildet die KI-fähige Lösung von IEI.


Künstliche Intelligenz - Computing Accelerator Karten

IEI AI Ready Lösung

ICP bietet drei verschiedene Beschleunigungskarten an. Dabei basiert die Mustang-V100-MX8 auf Intel® Movidius Myriad X und die Mustang-F100-A10 auf Intel® Arria 10GX 1150 FPGA. Beide sind für die Inferenzerweiterung vorgesehen. Die CPU-Beschleunigungskarte Mustang-200 kombiniert zwei Intel® Core ULT CPUs und bietet zusätzliche Inferenzleistung.

Intel® Vision Accelerator Design Produkte

Künstliche Intelligenz - Computing Accelerator Karten



KI-Applikationen Applikationen


Verkehr

AI in traffic

Effiziente Maut- und Parkplatzüberwachungen machen die Gebührenerhebung effektiv und reduzieren den Personalaufwand für die Bearbeitung. Kennzeichenanalyse kann auf Autobahnen für die elektronische Mauterhebung eingesetzt werden und kann als Methode zur Katalogisierung des Verkehrsflusses sowie zur Erhöhung der Sicherheit eingesetzt werden, indem Daten über verdächtige Fahrzeuge erfasst werden.

Security

KI Gesichtserkennung

Verhaltensüberwachung hilft verdächtiges Verhalten zu erkennen oder alarmiert lokale Behörden, wenn Menschen medizinische Hilfe benötigen. Gesichtsanalyse erkennt Merkmale von Menschen wie Geschlecht, Alter und Gesichtsausdruck und KI basierende Personenzählung verhindert eine Überfüllung öffentlicher Räume.

Automation

KI in der Automation

In Herstellungsprozessen können Fehler auftreten, die die Qualität beeinträchtigen. Um Fehler mit höherer Genauigkeit zu klassifizieren, ist die automatisierte optische Inspektion eine lohnende Maßnahme, um Kosten an Prüf- und Reparaturstationen zu senken.


industrielle Bildverarbeitung

KI in der industriellen Bildverarbeitung

Heutige Technologien automatisieren die Erfassung, Speicherung und Abfrage von Daten aus mehreren Fabriken, um Daten für eine Gesamtanalyse zur Verfügung zu stellen. Landwirtschaftliche Produkte werden durch ihr Aussehen bewertet. Ihre Farbe zeigt Parameter wie Reife, Fehler, etc. an. Qualitätsentscheidungen sind jedoch bisher oft inkonsistent. Bildverarbeitungstechnologie bietet eine Lösung für diese Probleme.

Einzelhandel

KI im Verkauf

Gesichtserkennung und Objekterkennung sind zwei Anwendungsfälle, die im Einzelhandel hohes Potenzial haben. Gesichtserkennungssysteme können potentielle Ladendiebe erkennen. Stammkunden kann aufgrund ihres bisherigen Kaufverhaltens, Geschlechts, Alters und ihrer Stimmung ein spezifisches Angebot unterbreitet werden.

Medizintechnik

KI in medizinischen Anwendungen

Im Gesundheitswesen könnten Deep Learning und KI zur Diagnoseunterstützung und Patientenüberwachung eingesetzt werden. Die Auswertung der klinischen Muster einer altersbedingten Makuladegeneration und die Klassifizierung ihres Degenerationsstadiums hat sich beispielsweise als sehr erfolgreich erwiesen.



KI-Neuigkeiten News zum Thema KI


1. TANK-870AI – Industrielles Inferenzsystem

KI im Produktionsumfeld umsetzen. Künstliche Intelligenz (KI) gewinnt auch im industriellen Bereich immer mehr an Bedeutung. Eine gängige Anwendung im Produktionsumfeld ist die automatische optische Inspektion...

2. TANK-870AI – AIoT Developer Kit

Deep Learning setzt sich aus den Teilbereichen Training und Inferenz zusammen. In der Trainingsphase wird anhand einer Fülle an Bild-, Videodaten ein Trainingsmodell entwickelt, getestet und bis zur gewünschten Genauigkeit verfeinert...

3. Mustang-V100 – Intel® Movidius™ Myriad™ X VPU Beschleuniger

Für die Realisierung von Deep-Learning-Inferenz (DL) an der Edge ist eine flexibel skalierbare Lösung von Nöten, die stromsparend ist und eine geringe Latenzzeit aufweist. Denn an der Edge werden vorwiegend kompakte und passive gekühlte Systeme eingesetzt, die schnelle Entscheidungen ohne Upload in die Cloud treffen...

4. Mustang-F100 – FPGA basierte KI-Beschleunigerkarte

Die FPGA-basierte Beschleunigerkarte Mustang-F100 von ICP Deutschland ist für den Einsatz in industriellen Inferenzsystemen prädestiniert. Deep-Learning-Inferenz, Bild- und Videoverarbeitung in Echtzeit sowie Datenanalytik gehören dabei zu den Hauptanwendungen...



Weiterführende Informationen finden Sie in folgender KI-Info Broschüre (7,4MB) und unserem KI Flyer (2,2MB):
Künstliche Intelligenz - Info Broschüre Künstliche Intelligenz - Info Flyer

AI-Videos Videos (Englisch)


Tank-870AI DEVELOPMENT KIT

Mustang-200: CPU Accelerator Karte


Mustang-200: CPU Accelerator Karte

Mustang-F100: FPGA Accelerator Karte


Mustang-F100: Installationsanleitung

KI in der Medizintechnik


Mustang-V100: VPU accelerator Karte

Mustang-V100: VPU accelerator Karte



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