臉部辨識解決檢查點的壅塞問題

Posted on by Pete Berta

這是一種很常見的體驗。好像每個人都同時來到工作地點，在安檢大門排隊，然後停車。這樣開始一天，真的很容易讓人感到厭煩。

想像一下，如果可以幾乎不需要等待，讓人員和車輛能順暢通過檢查點，那樣該有多好。嶄新的技術正在實現這樣的可能性。

當資料安全成為最重要的事，我們更該格外注意實體安全，尤其是在入口與出口的管理。有一些惡意行為者將大型公共空間與私有場所視為目標。舉例來說，廣大的校園與公共運輸交匯處在這方面就特別脆弱。一旦遭到未經授權甚至具有危險性的人員進入，他們便可混入人群中，進行竊盜或其他更嚴重的行為。

因此，許多安全營運管理員正在尋找更好的方法來簡化停車檢查點的運作。

提升大門的控制能力

開發人員正在打造新一代的解決方案，能在邊緣執行演算法，並提供即時、動態的臉部辨識能力。這樣的解決方案能改善大門進出的控制能力與可靠度，在未經授權的人員嘗試進入時自動發出警告。

現今的臉部辨識安全系統必須擁有強大的運算速度與效能，才能在邊緣快速處理大量資料。同時必須能在極端條件下運作。這些設備也需要採用小巧、無風扇的設計。因為這些需求，使設計與製造所有系統元件都變得更加複雜。

深圳的 Seavo Technology Co., Ltd. 了解需要採用更快速、效能更高的處理器，才能滿足這些需求。這促使了該企業選擇 Intel® 技術。Intel 解決方案所提供的加速處理能力與繪圖效能，能實現邊緣臉部辨識能力。

Seavo 即時臉部辨識大門進出控制解決方案 (Seavo Real-Time Face Recognition Gate Access Control Solution) 可在 0.2 秒內完成臉部辨識，準確率高達 99%。由於無需上傳大量的資料至雲端進行處理與分析，因此也不會佔用頻寬。即時將臉孔與經過認證的人員或「白名單」人員比對，並在未經授權的人員嘗試進入時發出警告。

為知名大學提供安全防護

復旦大學在他們位於中國上海的校區部署了 Seavo 解決方案。這間學校成立於 1905 年，是中國最知名的學校之一。

他們的校園位於上海中央，佔地 604 英畝。該校擁有超過 5,000 名的教學與行政人員，以及約 33,500 名學生。駕駛者僅可由六個大門與檢查點進入校園。除了其規模以外，更有將近 50 間中央政府與部級實驗室位於復旦大學校區內，使安全管理更為重要。

復旦大學在入口檢查點部署了「Seavo 即時臉部辨識大門進出」(Seavo Real-Time Face Recognition Gate Access) 控制解決方案，降低侵入者的闖入率。這個系統讓復旦大學的安全部門將精力投入在提高安全性與過濾訪客上，同時加速授權員工與學生的移動速度。

「我們使用人工智慧、機器學習以及物聯網技術，讓擁有權限的人員能快速通過安檢大門，不需出示 ID，」Seavo 行銷經理 Jason Jiang 如此解釋。

「這能減少壅塞，同時提高安全性。若訪客的臉孔資料不在資料庫內，系統便會自動標記訪客，提示安檢人員阻攔並詢問該訪客的身分，」Jiang 說。

進一步瞭解

Seavo 獨特的解決方案包括位於邊緣裝置上的臉部辨識主機，連接至負責擷取臉孔影像的 IP 攝影機。Intel® Core™ 技術可在網路邊緣提供即時的臉部偵測與辨識能力。

「其預先載入多功能的臉部辨識人工智慧演算法，有助於支援大門進出控制，並發出預先威脅警告，」Jiang 表示。

「智慧臉部辨識伺服器系統」(Intelligent Face Recognition Server System) 可促進位於邊緣的自訂臉孔資料庫遠端更新，並連接至雲端平台（圖 1）。

圖 1. 透過在邊緣處理資料，「Seavo 即時臉部辨識大門進出控制解決方案」(Seavo Real-Time Face Recognition Gate Access Control Solution) 能快速分析資料。

與其他系統不同，此解決方案使用一對多（亦稱為 I:N）識別方法，可在人員每次嘗試通過大門時，將其臉孔的新影像與資料庫中的大量影像比對。

這種類型的分類管理方法是為了提供更高程度的個人身分識別準確度所設計。

此系統運用兩種軟體。其中一種為即時臉部辨識程式 (Real-Time Face Recognition Program)，運用 TCP/IP 控制大門進出，並以多功能演算法為基礎。另一種為執行於 Microsoft Windows 上的統一管理網路系統 (Unified Management Web System)，使 IT 能輕易部署。

Seavo 解決方案提供明確的組織優勢，如圖 2 所示。

圖 2. 安全性與監控能力實現關鍵使用案例。

在自訂性與擴充性方面，Jiang 表示此解決方案能讓企業在運用最少資源的情況下獲得安全性：「他們可以部署單向或雙向的進出控制，只在人員進入時進行監控，或是進出皆監控。並可僅選擇所需安全層級的必要設備，避免所需項目以外的支出。」

可強化業務發展的安全性

為了提高安全性，同時減少出入檢查點的阻力，許多企業轉而選擇可擴充且可自訂的系統，像是 Seavo 所打造的臉部辨識系統。

「我們想要協助客戶讓擁有授權的人員能快速通過大門，同時避免侵入者進入，」Jiang 這麼說： 「我們簡單的程序可實現這個目的，並且避免造成可能會產生額外安全風險的過長排隊人潮。」

最低限度：物聯網、人工智慧和機器學習技術讓安檢人員專心過濾訪客。員工和學生能在通過停車檢查點時擁有更好的體驗。

高效安全性讓電池供電式物聯網裝置擺脫電線限制

Posted on by Pete Berta

對許多工業物聯網裝置來說，電池或可再生能源是唯一的可用電源。可能的例子為快速大規模部署的無線點對點 (Ad Hoc) 裝置，比如零售信號台 (Beacon) 等。另外一個例子是以獨立設置部署的遠端氣候監控系統。或者也可能是行動機器人，需要離開固定電源，才能發揮功效。

無論什麼情況，這些系統都必須能夠最大化效能，同時保留電池續航力並維持安全性。

對於以電池供電的系統來說，由於有嚴重的資源限制，使得安全性更具挑戰。固定電源供應裝置的系統開發者傾向著重於尺寸、重量和發熱等問題。但在電池設計方面，總耗電量才是最重要的。

許多工程師都忽略了簡易 RSA 與 ECC 加密套件可能會消耗可觀的電量（圖 1）。但電池供電式系統的設計師沒有這樣的餘裕。

圖 1. 運作於嵌入式微控制器 (MCU) 的多種加密套件，以不同時脈頻率執行時的耗電量，以毫瓦時 (mWH) 表示。（資料來源：MDPI）

電池供電式物聯網系統的另一個考量則是加密通訊的延遲問題。一般來說，加密金鑰的長度越長（128 位元或 256 位元等），加密強度就越高。但較長的金鑰也有缺點，因為在使用這些金鑰要求加密資訊時會花費更多的時間（圖 2）。

圖 2. 加密過程有其優缺點，較長、較安全的金鑰可能會增加延遲、耗電量和記憶體需求。（資料來源：ScienceDirect）

延遲可能會對系統造成瀑布效應，尤其當系統為採用電池供電時。若應用程式具有即時性的需求，在延遲方面的限制便可能決定設計中使用的加密金鑰大小，因此影響到系統的安全性。金鑰的長度也會影響耗電量，使用較長金鑰加密資料時，便需要更多的時脈週期。使用較長金鑰時，記憶體用量也是一項考量。

使用信賴平台模組 (TPM) 降低安全性負荷

電腦與網路產業的一項解決方案，為電池供電式系統提供了一種能將安全性負荷降到最低的可能方式。Trusted Computing Group (TCG) 信賴平台模組 (TPM) 的規格在 2009 年正式評定為 ISO 標準。其中規範了負責在內部產生與儲存密碼編譯金鑰的安全協同處理器（圖 3）。

圖 3.  起初，信賴平台模組 (TPM) 標準定義了負責在內部產生與儲存密碼編譯金鑰的安全協同處理器。隨著標準的演進，也包括了韌體與軟體 TPM 系列。（資料來源：Semantic Scholar）

本質上，原始的 TPM 標準規範了獨立的 ASIC，負責由主機處理器卸載許多安全性操作。它也能做為信任根 (RoT)，用於驗證整個系統的完整性，包括周邊裝置與配件。

透過將這些功能轉移到專門的晶片上，開發者便可最佳化延遲與記憶體使用量，而無需採用更大、更昂貴，耗電量也更高的主機處理器。

但獨立 TPM 也有其優缺點，例如成本、尺寸（印刷電路板上需要更多空間），以及其本身的耗電量等。為了因應這個問題，TCG 擴增了他們的產品種類以包含數種不同類型的 TPM，提供多種針對整合、安全性與成本的選項。

圖 4 概略介紹最受歡迎的項目。

圖 4. Trusted Computing Group (TCG) 信賴平台模組 (TPM) 規格擴增以包含不同的實作。（資料來源：Trusted Computing Group）

針對行動或電池供電式系統，韌體 TPM 更為實用。其位於可信任執行環境 (TEE) 內，不受作業系統 (OS) 和其他程式的弱點所影響。

相較於獨立 TPM 或將 TPM 做為硬體整合至系統單晶片 (SoC) 上，韌體 TPM 不佔用實體區域，同時因為不需要額外線路，因此能降低耗電量。

雖然在過去，相較於硬體解決方案，軟體與韌體加密方法會導致大量效能損失（在某些案例中損失達到百分之 50），而較新的實作方式能將這樣的差距縮減到非常小（少於百分之 5）。事實上，如圖 5 所示，特定韌體 TPM 實作的表現現在甚至優於其獨立 TPM 競爭對手。

圖 5. 在多種韌體信賴平台模組 (TPM) 與獨立 TPM 上建立 RSA-2048 金鑰的延遲。（資料來源：USENIX Association）

在以電池運作的裝置中，這樣的效能進步亦有助於補償耗電量，因為主機處理器執行 TPM 命令所需的時脈週期較低。

電池上的安全性：韌體的彈性加上獨立 TPM 的效能

Intel® Platform Trust Technology (Intel® PTT) 採用 TCG 的 TPM 2.0 規格，是一種商業級韌體 TPM 解決方案。最近三個世代的許多 Intel® 處理器均搭載此技術，包括基於 Bay Trail 微架構的低功率 Intel Atom® SoC，以及第 8 代 Intel® Core™ U、Y 和 M 系列。

Intel PTT 會假設根金鑰將儲存在韌體中。雖然此層級的安全性並非最高，不過可在遭到惡意探索時允許進行安全性修補與更新。但透過聰明的安全性架構，也能讓設計師將 PTT 金鑰儲存在硬體中，系統的記憶體子系統之內。

舉例來說，Hyperstone GmbH 的 X1 快閃記憶體控制器本質上可為 Intel PTT 等韌體 TPM 提供硬體協助。針對採用電池並需要快閃記憶體控制器的系統設計，X1 整合一個 AES 和一個 ECC 模組，可對儲存在記憶體中的資料進行硬體加密與解密（圖 6）。此架構有助於降低延遲與總耗電量。

圖 6. Hyperstone X1 快閃記憶體控制器包含兩個專用的硬體加密模塊，有助於降低 Intel® Platform Trust Technology (Intel® PTT) 密碼編譯操作的延遲與總耗電量。（資料來源：Hyperstone GmbH）

雖然記憶體控制器在加密作業期間所消耗的電量稍微高於主機處理器，但 X1 搭載最佳化的 AES 與 ECC 模組，能更快速處理這些命令。在長度為五秒的加密過程中，處理器每秒可能會額外消耗一瓦的電量（總共 5 W）。即使 X1 每秒會額外增加兩瓦的耗電量，但可在 1.5 秒內完成操作（總共 3 W）。

此外，上述的安全架構可隨著時間提供更加延伸的安全性。TPM 2.0 規格的基礎原則是提供「演算法彈性」，或是可隨需求實施新的密碼編譯演算法的能力。

因為此解決方案結合了韌體與軟體，具有足夠的彈性可支援納入新加密、演算法、金鑰大小，或未來的 PTT 改變。

Hyperstone X1 控制器包含可整合客戶或使用案例特定安全延伸的 API，並具有 ISO 7816 介面，可與其他安全性元件通訊。後者有助於加快取得資訊技術安全評估準則 (Information Technology Security Evaluation Criteria, ITSEC) 或資訊技術安全評估共同準則 (Common Criteria for Information Technology Security) 等標準的憑證，高達評估保證等級 5 (EAL5)。

節省能源的安全性有助於讓物聯網設備擺脫插頭

上述許多具有 PTT 功能的處理器可在 Intel® Next Unit of Computing (Intel® NUC) 平台上使用，MakerPro 社群中的開發者已經開發出運用 20 V 的電池組為其供電。以桌上型電腦模式執行，一位使用者估計約有四小時的電池續航力，這對僅採用價值數百元現成材料的業餘專案來說，其實成效十分不錯。

若具有商業願景的組織使用這些建構模塊做為基準線來打造更加簡化的物聯網系統，便可大幅降低成本並延長電池續航力。

運用 Intel PTT 和 Hyperstone X1 快閃記憶體控制器等技術，便可安全地擷取、儲存及傳輸系統上的資料。幾乎不需要擔憂內建加密技術的耗電或壽命問題。解決方案可搭配 Intel® Cloud Integrity Technology (Intel® CIT) 等平台，打造強固的端對端系統安全性基礎。

讓物聯網裝置擺脫插頭吧！

零售產業對 GDPR 做好準備的快速道路

Posted on by Pete Berta

GDPR 對持有個人資料的方式帶來徹底的變革 — 而且影響範圍不僅是在歐洲而已。世界各地都逐漸採用類似的隱私權法規。其中一個很好的例子，就是最近頒布的《加州消費者隱私法案》(California Consumer Privacy Act) 和巴西的《一般資料隱私保護法》(General Data Privacy Law)，兩者都要求當事人請求存取企業所持有的相關個人資料時，該公司能敏捷且完整地回應。其他司法管轄區也在考慮採用相似的法規或更新他們的隱私保護法以包含類似的義務。

雖然企業有兩年的時間能為 GDPR 做準備，直到新規則於 2018 年 5 月 25 日開始生效前，仍有許多公司不瞭解這些規則對他們的企業會帶來什麼影響。其他公司選擇採取「觀望」的方法，等待法條實施與更多法規指示。第一筆鉅額的 GDPR 罰款由法國的 CNIL 於 2019 年 1 月對 Google 開出。企業法規遵循解決方案 Truyo 的策略長 Jerrod Bailey 表示：「直到現在大家才面對現實。」

「自 5 月 25 日生效以來，許多公司來向我們尋求協助。當中有些公司在第一週就收到 10,000 件要求。他們預期只會收到十件，或一百件要求，所以沒有做好 10,000 件的準備，」Bailey 這麼說。

對大型零售商來說，這個問題更加的嚴重，他們必須徹底搜查數百個資料源以找出單一人員的資料。

違反 GDPR 對個人資料當事人權利相關條款的懲罰後果可能十分嚴重，罰款最高可達 2000 萬歐元或全球年收益的百分之 4，取兩者間較高者。尤其是在零售業，大家都在尋找能至少符合 GDPR 法規最低需求的方法，這樣的方法必須有效、快速、造成服務中斷的可能性最低，並且能夠在法規和系統環境上應對未來的變化。

透過 Edge 讓零售業者擁有合規優勢

為了回應這樣的需求，Truyo 提供了專為應對 GDPR 法規需求所設計的獨特解決方案。系統依靠高度安全的區塊鏈技術，在多個接觸點保護資料並實現合規性，這對零售商而言格外重要。

「零售業者收集資料的主要場所之一是銷售點。」Bailey 解釋。「許多零售業者沒有任何銷售點合規解決方案。我們有能力整合約百分之 98 的銷售點系統。」

本公司協助一間只在線上營運的零售業者為其在歐盟的所有品牌自動執行合規措施。在八週內，該零售業者即擁有三個主要和獨立系統，將各種客戶資訊饋送至單一資料湖。當消費者與品牌進行線上互動並購買時，交易會獲得唯一標記，使其便於尋找。此流程可讓零售業者展現對 GDPR 關鍵要素的遵循，同時造成最低程度的營運負擔，花費低廉成本即可發展自訂解決方案。

系統設定的速度有時還可更快。某些部署已經開始處理存取要求，並在不到一週的時間內部署工作流程管理與報告工具，而且每月的服務成本不到 5,000 美元。

集中式資料—自動化程序

此系統的核心為四個關鍵要素：資料湖、區塊鏈帳本、自訂入口網站與 API (如圖 1 所示)。

圖 1. Truyo 解決方案元素。

資料湖中的資料受到區塊鏈分類帳技術保護，能保留經法證寶貴的系統活動歷史記錄。來自交易的資料會傳輸至分類帳，在該位置證實資訊是否未經竄改，然後傳送至資料湖，在這裡存留互動記錄。當消費者提出要求，便會保存該互動活動的記錄。

資料湖在合規方面扮演重要角色，因為它可提供給資料保護主管機關、稽核人員、資料治理專業人士以及其他資料收集者或處理者。這可提升問責性、資訊透明度、精準度和效率，同時方便稽核。

系統使用者可透過自訂入口網站存取湖中的資訊。例如，個人可以檢視其遭收集的個人資訊，加以變更，或要求移除。若當事人在入口網站內更新了他們的個人資訊，便會在後端啟動一系列的自動化工作流程以記錄這些變更，並與當事人確認。

Bailey 說明：「您前往入口網站。建立登入資訊。接著您驗證自己提出的身分，然後就能獲得在資料湖存取自己資料的權限。這是獨一無二的解決方案。」

入口網站可以設定為管理員和法規遵循負責單位的其他人員能夠在湖中檢視其所需資訊。舉例來說，CRM 系統管理員可使用入口網站來監控與系統有關的隱私活動。「透過其入口網站，他們能夠檢視必須因應的所有存取要求，或是在系統後端自動處理的要求。」Bailey 表示。

稽核者和規管當局也能擁有進入系統的入口網站。「在歐盟，每一個國家都有自己的隱私權保護機關，所以有相當高的可能性必須向第三方展示您在做的事情，」Bailey 指出。不過入口網站可以限制他們僅可檢視帳本。

API 也可連線至消費者接觸點和零售業者服務。接觸點包括銷售點互動、網站流量和行動應用程式互動。零售服務包括忠誠度和客戶管理計畫。

更棒的是，API 是雙向性質。它們不只可用於內嵌資料，還可用於改變資料。「我們可以在不需人工涉入的情況下將記錄匿名化或刪除。」Bailey 表示。「正是因為結合了自動化與集中化，才讓 Truyo 如此獨特。」

專為複雜環境設計的精簡解決方案

雖然大家才剛開始瞭解 GDPR 與 CCPA 的現實與複雜性，不過已經有一些解決方案可以協助簡化法規遵循的程序。

Truyo 針對具有各種資料來源、客戶接觸點和多重銷售點系統的複雜零售環境，提供專門設計的系統。運用 Intel® 技術，這間公司為多方面的問題打造了獨特的解決方案。

「這些全新的隱私權法規帶來很嚴峻的挑戰，但有意義地保護每個人的隱私權才是最大的難關，」Bailey 這麼說。

案例研究︰物聯網協助心臟病患追蹤生命徵象

Posted on by Pete Berta

根據一份 Cleveland Clinic 的報告顯示，每年有高達 900,000 名美國醫療保險病患遭診斷為心臟衰竭，這也是病患住院的主因。再住院的花費不僅會影響到病患與其家人，更對美國經濟造成估計 200 億美元的損失。

這樣的統計資料促使醫療專業人士與技術人員尋找能改善病患後期照護的新方法。

減少再住院率、遵守嚴格的政府法規，並改善醫療成果，這些依然是供應商的首要挑戰。為了對高齡族群提供有效、實惠，並及時的醫療保健，務必要克服這些挑戰。

心臟衰竭的病患需要透過一系列生命徵象來持續監控健康狀態，但對病患來說，這並不容易做到。這同時也是再入院率高漲的重要原因。醫療保健技術產業正在尋找新方法開發行動健康解決方案，讓病患能更簡易地監控自身狀況。

Aventyn 就是其中一間公司，他們的整合式慢性疾病管理解決方案 Vitalbeat 可提供這樣的功能。

病房外的健康監控

Vitalbeat 提供簡單、安全，且符合成本效益的遠端病患監控能力，可在邊緣和雲端中進行運算。透過將智慧型手機、平板電腦，以及應用程式等消費性技術與他們的產品結合，Aventyn 能讓病患、病患的家人，還有醫護人員更便利地進行自我監控。（圖 1）

圖 1. Vitalbeat 解決方案可遠端連接病患與醫師資料庫。（資料來源：Intel®）

此解決方案運作於 Intel® Health Application Platform (Intel® IHAP) 之上，讓解決方案供應商能安全可靠地從邊緣到雲端提供分散式醫療保健服務。

臨床試驗證明其可行性

在美國心臟協會 (American Heart Association) 所舉辦的研討會上，發表了一份針對心臟衰竭病患的遠端自我監控所進行的研究成果。其中證明了像 Vitalbeat 這樣的解決方案擁有能改善病患照護與生活品質的潛力。

在這份經過科學研究與倫理審查委員會 (Institutional Review Board, IRB) 認證的研究中，研究者讓美國、印度及瑞典的鬱血性心臟衰竭病患配備血壓計、數位體重機，以及使用 Vitalbeat 軟體自訂的行動電話。他們要求病患在三個月中每日記錄並傳送體重、血壓、脈搏、症狀，並嚴格遵守藥物治療。

為了確定解決方案的可行性，在為期 90 天的研究中，由病患成功傳輸的資料與醫護人員所讀取的資料總和必須至少達到總時間的 66% 以上。事實上，有 74% 的病患超過了可行性目標，更有 91% 認為這樣的監控系統易於使用。

這些正向成果證明了物聯網能改善後期照護的合規率，繼而減少再住院率，並提供更健康的醫療成果。

Vitalbeat 透過監控健康指標、生命徵象、藥物、飲食、症狀，身體活動量等項目，協助實現這個目標。病患與他們的醫師也會收到根據目標與醫療指示所傳送的警示與通知。因此，可為病患的治療成果提供下列改善︰

  • 簡化慢性病照護管理與病患參與度
  • 降低醫院再住院率及急診次數
  • 減少長期慢性病的照護成本

另考慮到醫療機構必須遵守政府法規的需求，Vitalbeat 解決方案的設計可安全存取病患的電子病例 (EHR)，並整合醫療文件與程序。

簡化醫療保健解決方案的開發過程

Intel IHAP 提供可擴展性與調變能力，可簡化並加速開發人員設計與建立新醫療保健解決方案的過程。這讓 Aventyn 能快速將產品提供至醫生與病患手中，以改善照護管理成果。

結合 Flex IoT Compute Engine 後，IHAP 提供經過微調的硬體規格，可在不犧牲預測性的情況下，讓自訂化更加容易。這代表醫療保健解決方案供應商可將重點放在進行創新。

由於此平台可支援數百種採用第三方周邊驅動程式的醫療裝置，開發人員亦可從中受惠，減少研發方面所花費的時間與心血。他們可以將自有的或其他的 Android 應用程式架設在此平台上，利用此平台加速開發行動醫療保健解決方案，並可享有無線裝置安全的 3G 連線功能。

IHAP 支援超過 200 種通訊協定，亦可用於設計物聯網醫療保健應用程式與裝置。舉例來說，開發人員可以打造能協助監控病患心律、呼吸能力、血糖，以及其他術後指標的解決方案。

IHAP 內建安全功能。為迎合大眾對隱私權的重視，此平台的設計可在將資料傳送至後端位置後，立刻加密並儲存資料。如此一來，通過系統的病患與醫療資料的仍然屬於使用者的財產，Intel® 並不具有這些資料的所有權。

此平台有助於在邊緣保護資料，並透過 Intel® SoC 硬體信任機制增加恢復力。此外，虛擬機器會使用嵌入式多媒體控制器的安全儲存空間。此平台透過 Continua Bluetooth Low Energy 和 Continua Bluetooth Classic 來傳輸感應器資料。傳送至雲端的資料則是透過 Continua Design Guidelines HL7 FHIR 進行傳輸。互相搭配下，這些功能便有助於保護資料的安全。

對醫療物聯網裝置來說，系統更新不僅為眾人帶來不便。更可能危害病患的健康。幸運的是，此平台可消弭在連接周邊設備時直接進行系統更新的狀況。

最後，全球合作夥伴價值鏈體系可為此平台提供硬體、軟體，以及通訊服務，皆可簡易地整合至解決方案供應商現有的後端內，讓設計與製造新產品更加簡單，同時可降低成本。

運用可改善醫療成果的技術

開發人員與解決方案供應商可運用 IHAP 改善醫療保健技術，改變病患與其家人的生活。使用此平台建立全新的物聯網醫療保健裝置，可降低研發成本並增加商機。這也能使產品符合 HIPAA 與其他法規，同時提供企業級的穩定性、安全性和壽命。

健全的醫療裝置與穿戴式產品（如 Aventyn 的 Vitalbeat 解決方案）可改善病患的後期照護合規性、減少再住院率，並降低醫療保健的總成本。

購物商場仿效電子商務的人工智慧與分析能力

Posted on by Pete Berta

實體零售商正在仿效電子商務。透過互動式數位招牌，購物中心可以成為其內部商店的實體「登陸頁面」。零售商可運用相同的技術提供個人化的客戶購物體驗，並更加瞭解消費者的喜好。

即使電子商務不斷成長，人們還是喜愛在實體店面購物所獲得的觸覺體驗與立即滿足感。街道上的零售商店正在蓬勃發展。事實上，新店面的數量還在增加。

數位影片、人工智慧，以及分析功能等新技術為購物商場、商家、品牌，以及消費者帶動了創新的應用。互動顯示器能提供娛樂與資訊豐富的內容，同時透過廣告創造新收益流。

在商店中，零售商可使用數位招牌與影片來判斷消費者的統計數據與產品喜好。指引購物者前往特定品牌或推出量身打造的促銷活動等等，這些個人化內容不但能提供與電子商務類似的優勢，還能帶來更多效益。

在店內購物卻有線上購物的便利性

想像一下，購物者在進入購物商場時立刻受到多媒體資訊站的吸引。新商店、電影影評、節慶活動等最新資訊，都能透過資訊站生動的數位顯示器加以提供。

在購物者與多媒體資訊站互動時，系統會識別他們的性別與年齡區間，並學習他們感興趣的內容。

想像若客戶能在實體商店內享受線上購物網站的所有優勢，這能帶來多大的商機。客戶能找到喜愛品牌的商店位置、查看餐廳清單，並趕上最喜愛的電影。

V-Series International 是其中一間讓這個願景成真的公司，他們研發了 VigitSIGN 數位招牌解決方案。

以馬來西亞的 Pavilion Mall Group 為例，他們在七層樓高的購物中心內部署了 400 台顯示器。透過在購物中心內使用 VigitSIGN 解決方案，他們能從上述的情境與更多情況下獲得優勢。

運用以 GPS 與地點為基礎的對應機制，購物商場內的每一層樓都能擁有獨特的專屬招牌。隨著購物者移動到每一層樓，他們就能享有更加個人化的體驗，這包括造訪推薦商店，甚至是探索特定品牌等。

「這些購物中心想要在每個樓層都展示不同的內容，」V-Series International Group 的執行長 Stone Foo 如此表示。「所以招牌位置的對應機制十分重要。運用嵌入式 GPS，無論是單一店面或整個國家/地區，我們可以根據位置識別各個招牌，而且招牌會確實出現在部署系統上。」

VigitSIGN 的「小工具」為 Pavilion Mall 營運者提供彈性，讓他們能依照需求，在多個位置的多部顯示器中部署特定功能與內容。倒數計時器就是其中一個例子。

在耶誕時節，世界各地的消費者都會湧入購物商場。購物中心內的數位顯示器會以視覺方式呈現耶誕節倒數計時，為節慶氣氛增添刺激感。每一天都為各種相關內容提供了全新展示機會，為購物中心與零售商帶來了一個特殊廣告平台。同時也能促使消費者花更多時間在購物上。

幕後技術

另一個值得一提的 VigitSIGN 功能是「商店後台」招牌。可為購物中心員工顯示多種即時資料，包括管理、營運、維護、銷售、行銷等。

「我們可以透過互動內容的方式對員工發佈報告，」Foo 解釋道。「舉例來說，行銷團隊能看到商場的來客人數統計資料。他們能獲得關於特定樓層內容成效的即時資料。這樣的報告就呈現在辦公室的顯示器上。不需要登入系統，因為只要抬頭就能看到一切資訊。」

使用此後端辦公室解決方案可最佳化每日營運流程，因為員工能以簡單的方式查看所需的資訊。管理人員可派遣人員維護環境整潔、處理緊急狀況，或是執行日常任務等。

集中化的系統維護可大幅改善營運，同時降低整體成本。

「在部署我們的解決方案後，Pavilion Group 的整體運作時間可維持在 99.99%，」Foo 說道。「若某個顯示器停止運作，可立即派出備有疑難排解資料的團隊，以修復問題。過去，他們需要僱用全職技工，且疑難排解也需要花費許多時間。」

招牌即服務

VigitSIGN 是彈性且可擴充的雲端式系統，結合監控與管理軟體、雲端代管資料中心、室內與室外顯示器，以及選用的嵌入式攝影機。

透過訂閱服務，可根據購物中心營運者、品牌管理員和業主的特定需求來量身打造解決方案，從基礎的數位顯示器到部署在全球的多功能系統均可提供。

無論使用者位於何處，皆可輕易地設計與更新動態內容。這些內容會隨即傳送至連接顯示器的邊緣裝置，如圖 1 所示。

圖 1. 運用 V-Series 代管服務進行集中化內容管理。

V-Series 開箱即可使用，可提供集中化管理的基礎數位招牌。根據需求，購物商場與商店管理者可決定要授權哪些功能，以及部署的位置。

提供超過 40 種可下載的小工具應用程式。包括臉孔識別、互動式觸控螢幕、地圖繪製、世界時鐘、天氣預報、分析功能等。

VigitADMIN 軟體工具負責處理所有系統監控、報告、儀表板，以及資產管理功能。使用者擁有對其所有系統的集中控管。他們透過 Intel® RealSense™ 所提供的視覺分析功能獲得消費者層級報告，取得可付諸行動的洞見。

「一般來說，不同類型的數位影片必須分別管理與控制；」Foo 說道。「如果您有一台 LCD 顯示器，您就需要一個系統。如果您還有使用 LED，您就需要另一個系統。透過我們稱之為集中化招牌 (Centralized Signage) 的技術，我們可以管理不同的顯示器。」

即使電子商務日益成熟，零售業也沒有慢下腳步。物聯網技術與解決方案為零售購物注入新生命，也為商家、購物中心及品牌提供了新商機。全通路購物趨勢正在蓬勃發展，採用人工智慧與分析功能的互動影片則能讓體驗更加豐富。

「如 Intel® vPRO™、Intel® RealSense™，以及 OpenVINO™ 工具組等 Intel® 技術，讓我們能持續在單一平台上進行開發。這縮短了開發時間，讓我們能更快速上市。這就是我們持續與 Intel 合作的原因。」

如何將機器視覺的發展重點放在品質控管

Posted on by Pete Berta

全球經濟狀況可能一直起伏不定，但對所有企業來說，保持競爭力是一門不停歇的課程。在市場保持領先所持續帶來的壓力，驅使著企業不斷改善營運、降低成本，以及提高效率。

為了應對這些挑戰，有越來越多製造商轉向工業物聯網。智慧工廠可實現更高的產能與品質，同時能節省時間與金錢。

製程自動化能將正確度與生產力提高到超過人力所及的層次。而自動化也為工廠內的一個關鍵領域帶來劇烈的改變，那就是品質保證。

品質管理會大幅影響製造商的品牌與盈收。 一份報告顯示，對正在蓬勃發展的公司來說，品質低落導致的成本可能會佔營運的百分之 10 到 15。有效的品質改善計畫可大幅降低這樣的成本，進而直接提高利潤。

而這一點，就是機器視覺與深度學習改變工廠品管遊戲規則的原因。這些技術可為產品線上的所有產品進行自動檢測。這代表能提供一致且正確的結果。

「機器視覺可從製造方程式中移除人為變數。它能全年無休的工作，並提供一致的結果，」Matrox Imaging 銷售與行銷部門主管 Sam Lopez 如此表示。

結合深度學習與機器視覺，有助於解讀一些介於「明顯良好」與「明顯不能接受」之間的產品問題。透過將數千張影像饋送給系統，並訓練其學習可接受與不可接受的產品差異，深度學習便可持續精進機器視覺的成效。

簡化代碼標籤品管

業界老將 Matrox Imaging 使用他們的機器視覺系統處理品管方面的挑戰。

該公司的這項技術以各種不同方式運用在工業品管領域中。此技術可讀取並記錄如文字或條碼等產品資訊，並排除不符合標準的產品，或是引導工廠機器人的作業。

Suntory PepsiCo 位於越南的五間工廠就是採用 Matrox Imaging 系統進行作業的一個絕佳範例。該公司在精確掃描製造日期 (MFD) 與過期日期 (EXP) 的代碼標籤上遭遇到困難，經常導致生產延遲。

有時代碼在表面完全乾燥前便已印上，導致出現污漬。或者因為操作人員的失誤，造成無法正確辨識代碼。這些及其他錯誤會導致代價慘重的生產線停機。

為了解決這些問題，Suntory PepsiCo 向其整合商 Pacific Hi-Tech 尋求協助，而 Pacific Hi-Tech 團隊設計並導入了以 Matrox Imaging 為基礎的解決方案。

在部署系統後，他們可以立即解讀代碼標籤影像，以確認標籤是否貼附牢固、代碼是否正確，以及代碼類型是否難以辨認或模糊不清。若標籤遺失或無法閱讀，內建的排除器會將有問題的產品從產線移除，而不需停止製程。

透過快速閱讀位置刁鑽導致先前系統錯過的標籤，並移除標籤有問題的產品，Matrox Imaging 的解決方案協助了 Suntory PepsiCo 大幅簡化其品管程序。

機器視覺架構

開放式且具有彈性的 Matrox Imaging 機器視覺系統具有三個元素：

  • Matrox Iris GTR — 小巧的智慧型攝影機，具有影像感應、嵌入式處理，以及 I/O 功能，提供全方位的視覺系統。
  • Matrox 4Sight GPm — 以電腦為基礎的工業控制器，專為廠區的機器視覺所打造，以處理多攝影機檢測。
  • Matrox Design Assistant — 一種整合式開發環境 (IDE)，運用直覺式、基於流程圖的方法，促進視覺應用程式的創造。

系統的核心為 Matrox Design Assistant，為整合商與 OEM 提供開發自訂視覺應用程式的架構。這些應用程式部署在 Matrox Iris GTR 智慧攝影機或 Matrox 4Sight GPm 控制器上。

機器視覺解決方案採用基礎架構，透過取得與分析影像以獲得特定結果。這包括定位、測量、讀取、驗證，以及根據結果採取行動等，如圖 1 所示。

圖 1.  Matrox Imaging 機器視覺架構

使用 Matrox Imaging 的系統，整合商可運用 Matrox Design Assistant 中的圖形介面來設定工作流程，而不需使用 C# 或 C++ 代碼來編寫程式。系統開發人員建立詳細的流程圖，概述機器視覺硬體所採取的各個步驟。

「根據處理程序，圖形介面可將開發時間由數個月縮短到數週，甚至數天的時間，」Lopez 說。「這也能讓不具有程式編寫能力的人員可自行處理設計工作。」

Matrox Imaging 的工具針對 Intel® 處理器最佳化。透過 Intel，Matrox Imaging 解決方案軟體環境可讓之前過於困難甚至無法實現的影像檢測工作執行自訂的深度學習模型。現在，可以透過高效率的方法來完成這些工作。

「Intel 提供同類最佳的處理器，可在特定功率範圍內提供最理想的運算能力，」Lopez 表示。「它們在效能與價格之間取得完美的平衡。Intel 擁有清楚明瞭的發展藍圖，展現出打造可滿足未來需求與相容產品的承諾。」

協助機器人為餅乾分類

Matrox Imaging 的電腦視覺與分析功能不僅能處理包裝代碼標籤的品管問題。舉例來說，此解決方案亦可尋找並判斷物件與特徵的位置。

在此案例中，Matrox Imaging 系統使工業機器人瞭解糖粉與堅果不是產品的缺陷，而是讓餅乾更美味的成份。

這就發生在一間歐洲的工廠，機器人負責分類 80 種不同的餅乾。機器人不僅必須判斷各種餅乾的分類方向，同時還要挑選並剔除不符合標準的產品。

對視覺系統來說，配料所產生的陰影及糖霜光澤造成的反射，使得分類餅乾變成一種困難的挑戰。陰影與反射可能導致影像讀取結果有所曲解，相關人員普遍認為這是視覺系統的最大敵人。

系統整合商 Bosch 將演算法整合至視覺系統的軟體內以識別陰影與反射，以及機器人必須想辦法處理的所有其他變數。

Bosch 建立了一個流程，讓機器人知道需要撿起哪些餅乾，以及如何在烤盤中將正確的一面朝上放置。這也能引導機器人透過評估餅乾的顏色來檢查餅乾的完成度，並且避免將破碎或烤焦的餅乾放入包裝內。

機器視覺的品管應用程式與工廠生產的產品一樣種類繁多。但在每一種產業中，隨著製造商獲得大量的新影像，加上深度學習技術持續進化，機器視覺便能更完善地進行細節區分，以指出特定的問題，或更精確地引導機器人。現今的工廠才剛開始瞭解製程自動化的優點，這樣的優勢將會隨著時間不斷演進和改善。

嵌入式虛擬化帶動混合關鍵性的物聯網系統

Posted on by Pete Berta

隨著工業物聯網 (IIoT) 持續擴展，有越來越多的系統在即時處理以外，還需要執行企業應用程式。但在單一裝置上執行混合關鍵性的工作負載，可能會降低工業工作負載的決定性。為了克服這個問題，開發人員正在採用嵌入式虛擬化技術。

回顧企業與嵌入式虛擬化

虛擬化會建立一個抽象層，讓多個虛擬機器 (VM) 在相同的硬體上執行。在特定虛擬機器內的程式會表現得如同在專用硬體上執行，藉由監管程式 (Hypervisor) 管理共用的硬體。

在企業環境中，虛擬化可增進彈性並最大化資源利用率。運用對稱多元處理 (SMP) 技術，Microsoft Windows 或 Linux 等一般用途的作業系統可將工作負載平均分散至多個同質核心或處理器。（圖 1）。以這種方式分散應用程式可提高運算密度、降低硬體需求、減少耗電量，並節省維護成本。

圖 1. 對稱多元處理 (SMP) 可跨共用資源分散工作負載。（資料來源：Samson Richardson）

企業虛擬化的另一種常見用途是在虛擬機器中執行不同的作業系統。舉例來說，相同的實體系統雲端可執行 Windows、Linux 和 macOS（圖 2）。

圖 2. 虛擬化可在相同硬體上執行不同的作業系統。（資料來源：DynaSis）

適用於工業物聯網系統的嵌入式虛擬化可為其企業對應提供類似的優勢，但導入此技術亦伴隨著更多細微的挑戰。

為了確保安全可靠的營運，工業程序經常藉由即時作業系統 (RTOS) 或裸機韌體管理。這些工作負載必須綁定專用的硬體資源以確保決定性，並需要安全地與企業應用程式隔離。同時，也必須保持與企業軟體的處理序間通訊 (IPC)，才能首先保證工作負載整合。

不幸地，採用 Windows 等作業系統的 SMP 在配置核心、記憶體和 I/O 資源時，與生俱來會產生非決定性的管理負荷。這種形式的虛擬化也無法將處理器資源專用於決定性的工業工作負載上。

另一方面，嵌入式監管程式可將工作負載隔離到特定硬體資源，但也會導致效能降低。

有個替代方案是運用非對稱多元處理 (AMP)。

適用於混合關鍵性運算的非對稱多元處理

AMP 的設計是為了實現 SMP 的擴充，不過是針對具有多種不同處理器架構的系統。AMP 的附帶效果就是可將工作負載指派到一或多個特定處理器核心，藉此維持決定性，即使系統採用單一處理器架構。（圖 3）

圖 3.  非對稱多元處理可讓開發人員將核心專用於特定工作負載或處理程序。（資料來源：RTC Magazine）。

在多核心的主機處理器上，這代表如 TenAsys 的 INtime for Windows 等啟用 AMP 的 RTOS，可以和標準的一般用途作業系統安全地共存在相同的工業物聯網系統上。

透過修改 Windows 開機設定、INtime 分割記憶體、I/O、中斷，以及其他系統資源，可為 RTOS 執行個體專門保留一個區域。因此，兩種作業系統類型可原生執行在各自明確的處理器上，為工業工作負載提供決定性，同時最大化整體系統效能（圖 4）。

圖 4. TenAsys 的 INtime for Windows 運用非對稱多元處理 (AMP) 方法。（資料來源：TenAsys）

對採用 AMP 的虛擬化架構來說，IPC 仍是一項挑戰。因為缺少共用記憶體，使得一個作業系統無法成為所有系統程序的主要通訊服務。

為了防止這個問題發生，INtime 將所有系統核心當成 IPC 主機，運用「全域物件」在執行個體之間傳遞處理序資訊（圖 5）。全域物件可攜帶時間同步、警報、佇列及其他資訊，亦可與 RTOS 核心分享 HMI 等 Windows 資源。

圖 5. TenAsys 的 INtime for Windows 運用全域物件訊息進行處理序間通訊。（資料來源：TenAsys）

Intel® 處理器納入整合式記憶體管理單元 (MMU) 和 Intel® 虛擬化技術等硬體輔助功能，可簡化 INtime for Windows 等技術的部署過程。Intel Atom®、Intel® Core™ 和 Intel® Xeon® 處理器具有可擴充的核心數量、時脈速度、記憶體，以及 I/O，可協助開發人員滿足確切的虛擬化需求。

使用嵌入式虛擬化實現工業物聯網

透過虛擬化，工業物聯網設計師可針對之前專用於馬達控制或電力傳輸等工作的工業裝置，新增諸如分析、遠端管理和 IT 安全性等企業功能。結合 IT 與 OT 技術所提供的洞見開啟了一扇能節省成本並創造潛在收益流的大門，但要實現這個目標，需要採用不同的虛擬化方式。

若要確保工業物聯網系統上嵌入式程序的安全性與可靠度，AMP 就是您理想的虛擬化架構選擇。透過 AMP、INtime for Windows 這類的解決方案和 Intel 處理器可為工業工程師所信任的技術提供企業虛擬化的優勢。

運用人工智慧阻止交通違規

Posted on by Pete Berta

編者註：insight.tech 支持終結種族主義、不平等與社會不正義行為。我們不容忍我們贊助商的產品用於侵犯人權，包括但不限於政府濫用視覺化技術。insight.tech 上所提到的產品、技術和解決方案皆假定為以負責且合乎道德的方式使用人工智慧以及電腦視覺工具、技術和方法。

 

沒有人喜歡塞在車陣中。但市區總是十分擁擠，郊區的通勤時間又太過漫長。此外，從小小的摩托車到大卡車等，交通工具有著各種不同的外型與尺寸，這使得危險的交通情況更為混亂。

隨著人口增加，這樣的問題越來越嚴重。世界上有超過一半的人口居住在城市內，這樣的趨勢以每年百分之 1.8 的比例持續成長。

其中一個例子是印度的矽谷：邦加羅爾，以其交通狀況而聲名狼藉。該城市的人口從 2011 年的 850 萬，成長到 2017 年的估計 1234 萬。平均每位市民每年因交通堵塞花費超過 240 個小時以上。在管理車輛行進方面，這座城市每年需要花費 650 億盧比（9 億 5 千萬美金）。

在現代蓬勃發展的城市裡，僅依靠人力資源已經無法有效地處理每天進出城市的車輛數量與樣式。為了解決這些問題，人們不斷開發新技術，實現更加智慧的交通控制系統。

透過結合智慧視訊、人工智慧，以及先進硬體，便可監控交通，並自動化法規執行。這些系統成為市政府自動化交通控管、偵測違規，甚至開罰單的重要工具。

但許多傳統解決方案不具有足夠的彈性，以識別、分析和學習大量的各種車輛類型、牌照格式、不停改變的交通動線，以及街道的配置等。許多城市擁有專用的控制系統，但就是無法跟上交通的數量與變化。

在提到正確擷取並識別牌照的挑戰時，Videonetics 業務開發部門的副總裁 Avinash Trivedi 提出了一個範例：「某些交通管理廠商嘗試將他們從攝影機擷取出來的資料，與國家標準牌照進行比對。但是當車牌的尺寸、字體和配置與標準僅有些許的差異時，分析軟體就可能給出錯誤的結果。」

Videonetics Technology Private Limited 開發了他們的 智慧交通管理系統 (Intelligent Traffic Management System, ITMS) 來解決這些問題。這是具有高度調整性的解決方案，整合了視訊攝影機、感測器，以及控制系統。

由人工智慧與深度學習驅動的交通控管

Videonetics ITMS 為交通監控、控管，以及罰單管理提供統一的架構。其人工智慧與深度學習架構運用部署在印度超過 100 個城市的大量資料。他們的智慧交通管理系統 (ITMS) 監控超過 7,500 條交通路線。

對印度的博帕爾等城市來說，違反摩托車安全帽規定是很大的安全風險，且已經造成了嚴重的問題。當此公司部署他們的 ITMS 解決方案以監控城市的 14 個交叉路口後，他們在前六個小時就識別出超過 650 位違法未戴安全帽的騎士。

即使那些騎士戴著帽子，或是戴著其他外觀類似安全帽的頭罩，也沒有躲過偵測，這是透過該城市之前的監控系統所無法辦到的。而現在，藉由 ITMS 軟體，這座城市可自動對違規者發送警告或罰單。

「在一段時間後，我們收集到來自多個城市的即時解決方案資料，並將我們新一代的人工智慧與深度學習架構套用到這些大量的資料集上，」Trivedi 表示。「我們可以根據本地環境擷取和分類資料，並訓練人工智慧引擎，以提供更高層次的準確度與物件分類成果，偵測安全帽違規僅是其中一種範例。」

提供分散式交通情況分析

Videonetics 解決方案可作為交通規劃人員與交通執法機構的實際決策支援系統。他們將智慧視訊管理系統 (Intelligent Video Management Software, IVMS) 與智慧視訊分析 (Intelligent Video Analytics) 功能整合在一個統一的系統架構中。這使得監視與交通監控服務能彼此互補，提供整體的方法來解決現場的問題。

ITMS 可在中央化或分散式架構中運作。在分散式系統中，每個路口都安裝了多個攝影機，並連接至本地迷你伺服器，放置方法如圖 1 所示。

圖 1.  分散式 ITMS 基礎架構模型。

ANPR 攝影機系統能自動擷取攝影機視野 (FOV) 中任何車輛的牌照，並儲存在資料庫中，因此之後可以在相關的影片片段中找出車輛的詳細資料。其他部署的攝影機能偵測如闖紅燈、未戴安全帽，以及三貼等多種違規行為。

當發生事件時，會將相關的資訊（攝影機名稱、路口名稱、時間戳記、牌照影像，以及牌照號碼等）傳送至中央伺服器，並存入資料庫中。並可透過系統產生所有該類事件的報告。亦可根據使用者要求，重播與事件相關的視訊片段。

系統偵測與擷取的所有事件也會本地儲存在路口的伺服器內。即使路口與中央控制室的連線在任何時間點中斷，也不會導致事件與相關視訊片段消失不見。

Videonetics 發現 Intel® 技術是他們的重要推手。「Intel 在單一矽晶封裝內提供 CPU 和 GPU 的運算環境，」Trivedi 說道。「這對我們來說是極大的優點。」

資料報告與管理

ITMS 透過視覺分析取得原始資料，接著提供交通管理服務，以追蹤、管制並分析車輛行進方式，並確實執行交通法規以確保駕駛與行人的安全。

系統營運商可根據日期、時間、事件類型、牌照號碼等條件，或是綜合這些參數來尋找封存的事件。搜尋結果可匯出成 Excel 或 PDF 檔案。這使得報告能具有來自多個攝影機的實證。

根據此資料，Videonetics 的整合式電子憑收/電子罰單管理軟體 (Integrated e-Challan/e-Ticket Management Software, ICMS) 便可管理罰單程序。電子罰單可能包括視覺證據、罰款，以及繳納期限。若駕駛針對開罰提出申訴，此軟體也可為法院提供相關的資訊。此外，ITMS 亦可連接政府的資料庫以擷取車主的身分資訊。

Videonetics 的解決方案能做的不僅是發現闖紅燈和未戴安全帽而已。此系統可偵測違規使用智慧型手機、三貼、超速、可疑車輛，以及突發壅塞等多種事件。

因此產生了這套可根據特定範圍的要求量身打造的穩健智慧交通管理系統，而非一體適用的機型。透過運用 Videonetics 等可調整的 ITM 系統，城市可改善他們的交通管理能力、保護市民，並降低營運成本。

SD-WAN 與 uCPE：介紹

Posted on by Pete Berta

隨著傳統企業廣域網路 (WAN) 在容量與距離的擴展，它們經常運用多載波網路，將應用程式與服務提供至區域辦公室和本地辦公室等分散的場所。這樣的跨網路交遞可能會對協調、管理和效能造成負面影響，同時也會提高 CAPEX 和 OPEX。

企業 WAN 越來越頻繁地必須支援如串流 HD 影片等需要大量頻寬的應用。同時也越來越常使用如網路電話 (VoIP) 和視訊會議等容易受延遲影響的服務。

為了因應這些趨勢，電信服務供應商 (CSP) 與企業正在轉向使用軟體定義廣域網路 (SD-WAN) 與通用客戶端設備 (uCPE)。這些新技術為彈性、效能和成本方面帶來顯著的進展，讓電信商與使用者都能受惠。

軟體定義 WAN 與動態連接通道

SD-WAN 技術最值得注意的技術成就，就是一個邏輯 SD-WAN 可以同時支援多種連線類型。這包括了混合式 Wi-Fi、LTE、DSL、乙太網路，以及其他高速通訊形式。

如圖 1 所示，SD-WAN 經由中央控制器管理，運用虛擬化技術，與底層的硬體基礎架構加以分離。因此，SD-WAN 控制器可設定原則，將流量動態地路由至最高頻寬的連結、優先排序流量，並確保符合服務等級協議 (SLA)。

圖 1. 軟體定義廣域網路 (SD-WAN) 運用資料中心網路概念，最佳化企業流量管理與效能。（資料來源：CSSTECH）

此外，SD-WAN 通訊的軟體為中心 (software-centric) 方法代表可將專用設備替換成一般用途的硬體。這樣的一般用途硬體可以來自多家廠商，而且部署、管理和擴充都更容易，因此相較於傳統的 WAN 架構，SD-WAN 可大幅降低整體成本。

uCPE 為企業通訊標準化 SD-WAN

在轉移至一般用途硬體後，亦可實現網路功能虛擬化 (NFV)。透過使用 NFV，可將用於會談邊界控制、負載平衡、網路位址轉換、防火牆、深度封包檢測 (DPI)，以及 WAN 加速等服務的專門網路設備移轉至現成的平台，將這些服務以虛擬網路功能 (VNF) 的方式提供。

VNF 可在雲端或資料中心代管，並透過網路遠端提供。但在電信存取網路的邊緣本地代管它們時，有助於滿足許多企業要求的較高頻寬和較低延遲服務的需求。uCPE 是可在邊緣支援 VNF 的平台。

一般用途邊緣網路虛擬化

uCPE 定義了一系列現成的硬體與開放軟體技術，將資料中心雲端和虛擬化功能帶到電信存取網路。如圖 2 所示，這些平台必須：

  • 夠彈性，可在單一系統中支援多個第三方 VNF
  • 夠強大，能滿足網路效能需求
  • 夠小巧，以部署在小型分公司內

圖 2. 通用客戶端設備 (uCPE) 結合了現成的硬體與開放軟體架構，在電信存取網路中支援虛擬化功能。（資料來源：CLADIRECT）

對企業來說，uCPE 代表現場需要較少但更多樣化的網路設備，能夠在本地提供高頻寬、低延遲的服務。對 CSP 來說，一般用途的 uCPE 平台仍可透過遠端管理與升級，進而最小化維護成本。

此外，由於 SD-WAN 控制器從底層基礎架構抽離，一般用途的 uCPE 硬體便可提供部署 SD-WAN 所需的一切資源。

標準化 uCPE 以確保可靠度並降低成本

uCPE 硬體的一般用途性質促使多家廠商致力於標準化。這會讓 uCPE 技術以盡可能最低的成本被快速部署與擴充。

Intel®、Supermicro、Advantech、Lanner，還有其他廠商都為 uCPE 參考設計開發了 Intel® Select 解決方案。這些設計以 Intel® Xeon® D 2100 系列處理器為基礎，提供一系列可擴充的解決方案，協助 CSP、電信設備製造商 (TEM)、網際網路服務供應商 (ISV)，以及各家企業順利進行 uCPE 與 SD-WAN（圖 3）。

圖 3.  適用於 uCPE 的 Intel® Select 解決方案提供可擴充的平台參考設計，加速 SD-WAN 的採用。（資料來源：Intel® 公司）

Intel Select 解決方案的硬體和軟體堆疊經過 Intel 驗證，可確保 uCPE 參考設計的穩健性。參考設計分為兩種，可為 CSP 與企業提供微調運算、儲存和網路資源的基準線，滿足小型辦公室或大型設施的需求：

  • 適用於 uCPE 的 Intel Select 解決方案基本組態 – 專為中小型企業所設計；最基礎的 uCPE 基本組態整合四核心 Intel Xeon D 處理器、Intel® QuickAssist Technology (Intel® QAT)、2 個 10 GbE 乙太網路連接埠、充足的儲存容量與記憶體，並支援兩台虛擬機器 (VM)。
  • 適用於 uCPE 的 Intel Select 解決方案加強組態 – 專為大型企業設施所設計，uCPE 加強組態採用 14 核心的 Intel Xeon D 處理器、Intel QAT、4 個 10 GbE 乙太網路連接埠，以及更多的記憶體與儲存容量。

Super Micro Computer, Inc. 的 SuperServer 5019D-FN8TP 是最先推出的幾款適用於 uCPE 的 Select 解決方案之一，提供 8 核心、16 執行緒的 Intel Xeon D 處理器，內建 Intel QAT，並具有大量的 I/O，以供網路安全與邊緣運算等 SD-WAN 服務使用，全部濃縮在一個 1U 外型規格中。

雖然適用於 uCPE 的 Select 解決方案可以在購買後直接部署，但也能運用 Intel® Data Plane Development Kit (Intel® DPDK) 等工具，針對部署或特定 VNF 最佳化。圖 4 展示 Super Micro 如何運用 Intel DPDK 將 DPU 和 IPSec 服務部署在 SuperServer 5019D，並與 SD-WAN 整合。

圖 4. Intel® Data Plane Development Kit (Intel® DPDK) 搭配 Super Micro Computer SuperServer 5019D 等適用於 uCPE 的 Intel® Select 解決方案，可加速像是安全性這類的虛擬網路功能 (VNF) 的實作。（資料來源：Super Micro Computer, Inc。）

標準式解決方案為 SD-WAN 提供彈性並節省成本

隨著對網路頻寬與延遲的要求日益增加，加上隨之衍生的服務，運用現成硬體與開放軟體架構來智慧管理網路基礎架構的能力，已經成為企業的當務之急。有鑑於此，我們無法忽略 SD-WAN 在效能、彈性和節省成本方面的優點。

根據研究公司 IDC 在 2017 年 7 月提出的報告，採用 SD-WAN 會看到「驚人的成長」，到 2021 年的年複合成長率 (CAGR) 可望達到百分之 69.6。剛開始進行 SD-WAN 評估程序的 CSP 與企業已經稍微落後，但適用於 SD-WAN 的 uCPE 解決方案可快速彌補差距。

大數據、邊緣運算，以及製造產業的未來

Posted on by Pete Berta

在過去的十年間，大數據的世界經過了大幅的變動。機器學習與人工智慧的進步，為製程最佳化帶來了嶄新的洞見與機會。

在製造產業中，這樣的改變伴隨著運算基礎架構的轉變。有越來越多的運算過程從資料中心移轉到邊緣，只有必要的資料會經由雲端傳輸。

邊緣到雲端的連續性

我們最近與 Hewlett Packard Enterprise 的邊緣運算產品主任 Gerald Kleyn 討論了這些變更。有些在資料中心使用 HPE 技術的客戶表示，他們想要能在網路邊緣使用規格較小的相同硬體，因此，HPE 於 2016 年開創了他們的融合式邊緣系統 (Converged Edge Systems) 業務單位。

根據 Kleyn 的說法，他們能瞭解此需求的關鍵，是注意到客戶在處理資料時，想要擁有從邊緣到雲端的連續性。「您在邊緣進行的處理和分析量與在雲端發生的量是連續的，」他說。

隨著邊緣運算日益成熟，這樣的彈性也變得更加重要。「我們認為這將會隨著時間改變，」Kleyn 表示。「並沒有固定的規則。我們正在建立平台，讓客戶能針對他們的工作負載與使用案例適當調整。」

OT 與 IT 正在融合

Kleyn 表示，客戶真正想要的，是在邊緣執行他們熟悉的資料中心應用程式，而不是在設備上執行那些應用程式的專屬或簡化版本。「我們掌握了一些關鍵原則，其中一項就是讓資料中心一直到邊緣都能執行未經修改的軟體，」他如此解釋。「不是不同的軟體、不是較小型的版本，也不是刪減版本，這代表 IT 能很快地提供支援。」

他也表示自己認為 OT（營運技術）與 IT（資訊技術）正透過數種方式互相融合：

  • 組織性融合，IT 與 OT 員工的工作更加緊密
  • 軟體性融合，包括位於邊緣的虛擬化與整合
  • OT 與 IT 之間的硬體融合

「有許多設備的系統相對較為封閉，也不容易變更，這些系統傳出資料的格式或方法並不適用於現代的分析作業，」Kleyn 補充說明。「我們所做的是在我們的一些系統中融合 OT 和 IT 硬體，透過與應用程式一起擴展的業界標準價值鏈體系，為客戶建立優勢。」

如何在融合世界中更有效率地處理工作負載？

隨著這種融合性的逐漸發展，也提供了以新方法處理各種工作負載的可能性，為智慧工廠的作業方式帶來重大的變革。

從感應器、視訊攝影機，到機器人等各種物聯網裝置會產生極大量的資料。雲端式分析已經能讓製造商從這些資料中獲得寶貴的洞見。但將這樣的分析功能移轉到邊緣，製造商就能存取更大量的資料，並立即根據洞見採取應對動作。

Kleyn 舉了一個例子，HPE 為 Seagate Technology 在加州庫帕提諾的製造設施部署了這樣的解決方案。Seagate 運用在資料中心內以傳統高效能運算 (HPC) 系統所開發的人工智慧模型進行分析。

https://youtube.com/watch?v=TPf0qC7itcA

這些分析功能透過剖析矽晶圓的電子顯微鏡掃描影像尋找瑕疵，以改善 Seagate 產品的品質，並提供更快速且更早期偵測並修正異常的優勢。

能夠在邊緣處理這些工作，就能產生巨大的不同。在邊緣進行即時分析代表當資料出現異常時，Seagate 可以在營運異常導致產品出現瑕疵之前採取預防措施。這有助於減少預期外的維護停機時間，並為公司節省金錢。

「使用人工智慧時，您需要相當高的運算等級，才能處理如影片資料等複雜項目，在 Seagate 的範例中，則需要處理電子顯微鏡的影像資料，」Kleyn 說道。「處理這些資料需要大量的運算效能、儲存空間，以及頻寬，因為您通常需要將資料傳送回資料中心。若在邊緣進行這些分析，然後只將分析結果或是應注意的影片片段或影像送回資料中心，便能為公司節省大量資源。」

為邊緣提供更強大的運算能力

HPE 在邊緣運算付出諸多努力，其中的關鍵核心就是他們與 Intel® 的技術合作夥伴關係，Kleyn 表示這對協助公司滿足製造產業客戶不斷增長的需求來說極為重要。他說這兩間公司在效能方面「突破極限」，同時為 HPE 的邊緣運算裝置最佳化了尺寸、重量，以及電源等特性。

「Intel 在功能、效能，以及微型化方面的一切努力，都讓我們從越來越小的節點尺寸中獲得了更高的價值，這對我們來說非常重要，」他下了這樣的結論。「我們能將省下來的成本直接回饋給使用者。」

一切才剛開始

邊緣運算已經廣泛地運用在多種製造使用案例中，本文提到的僅是其中一個由 HPE、Intel，以及其客戶所承諾要實現的範例。如需更多關於他們工作的詳細資料，請參閱解決方案目錄。