根據(jù)Marketsandmarkets的報告預(yù)測，邊緣計算人工智能硬件市場的出貨量在2019年有望達到6.1億部，到2024年，這一數(shù)字將超過12.59億部，且在預(yù)測期內(nèi)的年復(fù)合增長率達20.64%。

　　然而，熱鬧的表象之下是AI硬件行業(yè)發(fā)展的步履維艱。另一則統(tǒng)計數(shù)據(jù)表明，智能硬件產(chǎn)品的眾籌成功率只有不到35.7%，硬件創(chuàng)業(yè)公司的存活率則不到1%。「相比于軟件行業(yè)，AI硬件行業(yè)餓門檻更高，風險更大，試錯成本也更加昂貴，這讓從業(yè)人員望而生畏，也是行業(yè)發(fā)展的主要瓶頸」，中科物棲聯(lián)合創(chuàng)始人王穎告訴極客公園(id：geekpark)，AIoT時代需要開放的硬件創(chuàng)新平臺，解決目前的客觀限制，從而帶動行業(yè)走向繁榮。

　　成立于2018年3月份中科物棲，是隸屬于中科院旗下的創(chuàng)業(yè)團隊，其早期的技術(shù)積累從2014年開始，專注于物端AI方向，研究RISC處理器的結(jié)構(gòu)設(shè)計和物端AI加速。其核心競爭力在于用物端芯片和操作系統(tǒng)Jeejio OS，為智能硬件創(chuàng)造了新一代超微整機;用全棧AI解決方案JX-Sage和云服務(wù)Jeejio Cloud，構(gòu)建了閉環(huán)生態(tài)。

　　中科物棲系國內(nèi)最早開展RISC-V芯片設(shè)計的團隊|中科物棲

　　物端芯片：智能硬件的內(nèi)核

　　「其實做物端AI的話，并不是因為AI很火我們才去做」，王穎如是說：「畢竟所里已經(jīng)有寒武紀這種面向云端、服務(wù)器端的AI公司。而AI作為一項重要技術(shù)，又它的市場需求?！挂虼?，中科物棲在細分領(lǐng)域的選擇上，決定從物端AI的方向切入。王穎和團隊相信，物端AI是一片廣闊的市場藍海。

　　從技術(shù)層面來看， 當前智能設(shè)備的計算能力和功耗極其有限。AI有恰恰適合在計算能力和功耗比較低的情況下，去處理傳感器收集到的圖像、聲音、雷達、馬達等多模態(tài)數(shù)據(jù)。

　　要解決這一問題，就必須破除來自處理器的掣肘。王穎指出：「現(xiàn)在大家用的STM32 8bit或者16bit的微控制器，雖然很便宜，每年的出貨量高也比手機芯片高出兩個數(shù)量級以上，但大公司看不上這塊市場，是因為它的利潤率太薄，功能過于簡化，門檻低到大家都能去做，所以很多時候拼的是量產(chǎn)和成本」

　　另一方面，智能手機產(chǎn)業(yè)已進入飽和和創(chuàng)新乏力，手機芯片作為應(yīng)用處理器，其形態(tài)已經(jīng)非常固化，即GPU玩游戲，ISP負責美顏，「再進入這個市場已經(jīng)沒什么意義了」。

　　中科物棲要讓物端芯片產(chǎn)生質(zhì)變。一方面，現(xiàn)有的智能硬件大部分都是「功能機」，所謂的「智能」，只停留于WIFI連接和收發(fā)數(shù)據(jù)，嚴格來講，只是物聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域的「連接」屬性，端上并不具備AI計算、數(shù)據(jù)處理和人際交互能力。

　　中科物棲的芯片模組既不是為手機去設(shè)計，也不是為服務(wù)器去設(shè)計。而是替換現(xiàn)有的單板機和MCU的芯片市場。然后在物端芯片的基礎(chǔ)之上，去定義「全新的物端操作系統(tǒng)」。王穎認為，在AIoT時代，同樣有機會靠物端AI芯片打造屬于AIoT時代的安卓和iOS。

　　團隊拿出的解決方案，是自上而下的協(xié)同設(shè)計：功能是第一要素，性能和實時性同步提升優(yōu)化。

　　因此，技術(shù)團隊既有AI算法組，也有硬件架構(gòu)組。這種全棧打通的協(xié)同設(shè)計，注定了兩個技術(shù)組難以斷舍離。

　　早在2014年，物棲團隊就開始RISC-V的相關(guān)技術(shù)研發(fā)。經(jīng)過調(diào)研發(fā)現(xiàn)，無論是工控、可穿戴，還是低成本智能家具設(shè)備，目前市場上能夠滿足這種要求的物端芯片幾乎不存在。「之前英特爾做過嘗試，但它受制于PC基因的限制，所以沒做起來」。后來，該項目的主導(dǎo)人王元陶博士，成為了中科物棲的另一位聯(lián)合創(chuàng)始人，也是國內(nèi)首位在RISC-V論壇上演講的學(xué)者。

　　造芯是第一步。根據(jù)中科物棲前不久發(fā)布的兩顆AIoT芯片——低配版的感知芯片JX1和高配版的AI應(yīng)用芯片JX2來看，其摒棄了目前在市場處于壟斷地位的ARM架構(gòu)，分別采用異構(gòu)雙核和三核RISC-V處理器核心，并融合可編程的AI專用加速器。

　　從性能和成本來看，中科物棲推出的兩款物端AI芯片介于手機和微控制器之間。JX1的制程為55納米，適用于對計算能力有一定需求的實時嵌入式設(shè)備，待機功耗不到1mW，紐扣電池可以支持一周待機;今年5月流片成功的JX2為40納米制程，主頻可達1GHz，基本接近ARM Cortex-A7的性能水平。

　　采用RISC-V無疑是物棲物端AI芯片的最大特色。其優(yōu)勢之一在于無需向ARM支付巨額授權(quán)費，技術(shù)應(yīng)用的成本降低，為初創(chuàng)公司卸下了包袱。

　　自主可控是RISC-V的另一大優(yōu)勢。智能硬件不像PC，對于任何功耗和性能的變動，都牽扯到指令層面去做優(yōu)化。作為開放的指令集，RISC-V具備足夠的可擴展性，它的架構(gòu)設(shè)計符合當下最先進的敏捷開發(fā)思想，可以快速針對物端碎片化和千差萬別的市場需求對芯片架構(gòu)和指令集進行定制擴展。對于指令無法修改的ARM來說，這是其最大的硬傷。

　　基于RISC-V架構(gòu)的AIoT芯片，具有低成本、低功耗的特點|中科物棲

　　家長式引導(dǎo)

　　和用算法定義AI的公司相比，中科物棲的聚焦核心不是在算法的精度上死磕，而是更偏重系統(tǒng)設(shè)計，關(guān)注AI在端上能夠?qū)崿F(xiàn)哪些功能，「這比在服務(wù)器在云端實現(xiàn)實現(xiàn)要難得多」，王穎解釋，「因為端上的功耗和計算能力有限，行業(yè)通常的做法是對算法進行優(yōu)化，在端上跑起來更流暢，消耗的資源更少?！?/p>

　　操作界面的可視化提供給用戶與設(shè)備進行人機交互的便捷，然而，物端微型計算機的交互不同于智能手機通過觸摸屏，電腦通過鍵盤的方式，所以，無論是人機交互，抑或是操作系統(tǒng)，都需要被重新定義。

　　王穎強調(diào)，物端的操作系統(tǒng)不可能像安卓做得太重，中科物棲的物端交互系統(tǒng)JeeJio OS，包括用戶可見的前端交互界面和后端系統(tǒng)管理界面，前者操作在終端，后者在JeeJio Cloud上處理。如此一來，系統(tǒng)在端上既保持輕量化，功能上和安卓又很類似。

　　此外，他還提到，行業(yè)先驅(qū)總是通過一種「家長式的引導(dǎo)」來開拓市場機遇。這時就得尋找合作伙伴，引入還沒有進入賽道，又想進入賽道的傳統(tǒng)行業(yè)玩家，他們有這種信息化的意愿，想把產(chǎn)品的利潤空間再更高一些。

　　在保證技術(shù)優(yōu)勢的同時，市場部的同學(xué)也在忙于和傳統(tǒng)行業(yè)的品牌商接洽。

　　創(chuàng)新思路體現(xiàn)在基于物端AI芯片而成的超微計算機|中科物棲

　　團隊目前重點在做兩件事情。一是對小電器進行升級，用物端AI芯片替換單片機或MCU，通過軟件來控制設(shè)備。以搭載有JX1芯片的飲水機為例，開發(fā)者可以做一款小程序，結(jié)合公司的工作時間和具體情況，設(shè)置和臨時調(diào)整飲水機的開關(guān)和冷熱，前臺行政不再需要手動操控設(shè)備。

　　其二是產(chǎn)品升維。即把非智能的商品升級為智能產(chǎn)品，物棲已經(jīng)打樣的智能水杯和智能毛絨玩具，就是典型的案例。

　　升級后的智能物件與原來的產(chǎn)品區(qū)別在于，后者一旦出廠就是其「功能的終點」，而搭載物棲的芯片和操作系統(tǒng)之后，「出場即功能的起點」。比如通過APP控制智能插座、智能窗簾，開發(fā)者根據(jù)具體場景的差異設(shè)定操控選項;

　　再比如智能水杯的外側(cè)嵌有一塊柔性屏，屏幕熄滅時和普通馬克杯無他，亮起時上面運行了物棲的操作系統(tǒng)，可以顯示鐘表，也可以看股市，所有的軟件應(yīng)用都通過屏幕來呈現(xiàn)。同理，加入AI功能后的毛絨玩具也升級成為了智能毛絨玩具。

　　這兩款打樣產(chǎn)品，其主要目的是告訴市場：「物棲能做出來什么樣的智能產(chǎn)品?！鼓壳?，智能毛絨玩具的合作伙伴是出口給沃爾瑪?shù)钠放粕?mdash;—三河;智能水杯的合作品牌商國瓷，是國宴、APEC和上合峰會的官方供應(yīng)商。王穎表示，在起步階段只有把產(chǎn)品定位拉高，才能在行業(yè)內(nèi)起到標桿效應(yīng)。

　　因此，物棲在商業(yè)化方面，考慮更多的是長期效益，而非純靠芯片出貨和產(chǎn)品分成賺取一次性收益。當產(chǎn)品售出之后，物棲還會持續(xù)提供基礎(chǔ)能力的輸出和技術(shù)平臺的服務(wù)。隨著未來物棲與更多的品牌商合作，拓寬智能商品的品類，還會吸引更多的軟件開發(fā)商。

　　王穎補充，即便是不懂軟件開發(fā)的人，也可以利用jeejio Cloud，調(diào)用物棲的人臉識別、物體檢測、關(guān)鍵字識別等AI代碼，通過基礎(chǔ)設(shè)施和技術(shù)平臺的提供，提高硬件開發(fā)的效率。

　　當然，在早期階段，物棲團隊也會開發(fā)一些好玩的應(yīng)用，上傳到應(yīng)用市場，不能一味別等著第三方和合作伙伴去開發(fā)。

　　「我們的優(yōu)勢在于，對物端生態(tài)的定義比較早?，F(xiàn)在這個生態(tài)至少已經(jīng)搭好了幾間毛房，一個小村落正在形成，后面會不會形成一個完整的生態(tài)閉環(huán)還不確定，但是我們已經(jīng)搶先于別家在做這件事情。」

　　對于初創(chuàng)公司來講，雖然物棲的目標和愿景宏大，但「船小也好調(diào)頭」，最差的情況無非就是，「沒有通吃市場，只占住了幾個細分領(lǐng)域，但那也足夠我們生存的了。」

　　這種先發(fā)優(yōu)勢，讓物棲并不懼怕物棲未來是否會被其他做RISC-V的友商侵占市場。在王穎看來，當大家都集中在物棲的APP Store開發(fā)應(yīng)用時，就無需再為「芯片是誰做的問題」殫精竭慮。道理類同與谷歌的安卓系統(tǒng)和NEXUS手機，后者不是所有消費者的必選，但都除了蘋果之外，安卓系統(tǒng)幾乎所有的手機廠商必須要兼容的現(xiàn)實，并在此環(huán)境之上，進行應(yīng)用開發(fā)和系統(tǒng)優(yōu)化?；蛟S你也可以研發(fā)鴻蒙一樣的操作系統(tǒng)，但這絕不是信口開河和一步之遙。

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