CEATEC JAPAN 2018

沖電気⼯業株式会社IoTビジネス開発室 室⻑代理

⼩川 哲也

⾰新的AIエッジコンピューティング

© Copyright 2018 Oki Electric Industry Co., Ltd.

CEATEC JAPAN 2018

⾰新的AIエッジコンピューティング

© Copyright 2018 Oki Electric Industry Co., Ltd.

AIやIoTの社会実装が本格的になってきた

＜ｸﾗｳﾄﾞ型の課題＞・リアルタイム性

・コスト ・セキュリティ

AIエッジコンピューティングの時代へ

AIエッジコンピューティングの課題

技術開発 と 社会実装

データ量の⾶躍的増⼤ 演算消費エネルギーの増⼤課題

⾰新的AIエッジコンピューティング従来のGPUに⽐べ20倍のエネルギー効率

少ないカメラ台数で超広範囲・⾼精細な認識

・処理内容の⾼度化・４Ｋ/８Ｋ・ディープラーニング

再委託先︓慶應義塾⼤学、創屋

採択テーマ名︓「ソフトテンソルプロセッサによる超広範囲センシングAIエッジ技術の研究開発」

〜弊社参画スキーム〜

「⾼効率・⾼速処理を可能とするAIチップ・次世代コンピューティングの技術開発/⾰新的AIエッジコンピューティング技術の開発」

国⽴研究開発法⼈新エネルギー・産業技術総合開発機構 (NEDO)の研究開発事業

船員不⾜・⾼齢化

＜船舶業界の課題＞

24時間⽬視海難事故の8割が⼈為ミス

船舶⾼度化・⾃動運⾏船

JMUが⽬指す次世代船のイメージ

⾃律化船要素技術の適⽤

安全性向上運航コスト削減環境負荷低減

省⼒化

次世代運航⽀援システム

最適運航⽀援 保守⽀援

Data Center

サポート

保守作業の軽減 環境対応

省⼒化＆環境対応プラント

就航データ

IoT/ビッグデータ

画像認識による周囲監視⽀援物体検知＆アラーム

- ⾼解像度カメラによる周囲監視- 画像認識、解析技術

操船⽀援

貨物監視/荷役⽀援

環境技術

画像認識技術

（本資料はJMU様資料を基にＯＫＩが作成）

周囲監視の課題

距離︓約4.5km 船の⻑さ︓200m

距離︓約4.0km （タグボート）船⻑︓約20m

距離︓約7.0km 船⻑︓100m

船舶の周囲監視に要求される機能

超遠⽅の物体検知能⼒

• レーダには映りにくい⽔⾯付近の物体やAIS（⾃動船舶識別装置）を装備しない⼩型船舶は⾁眼での監視が必要

• 航⾏中は⽔平線近傍まで監視• ⼤型タンカー（船⻑300ｍクラス）の停船には

数kmの距離が必要となる。

• ⼀般海域では前後左右どこからでも⾃船に他船が接近する可能性

遠距離、かつ広範囲の画像データを撮影できる⾼解像度カメラと、それら⼤容量画像データを処理できる⾼性能・⾼効率FPGAによる画像認識システムが必要

（本資料はJMU様資料を基にＯＫＩが作成）

⾼解像度カメラによる周囲監視- 船舶、ブイ、岩礁等の早期発⾒- 物体発⾒時の乗組員へのアラーム、監視サポート機能

⾃船周囲の船舶、漁網、岩礁等の早期発⾒・⾒落とし防⽌による安全性向上

24時間周囲監視を強いられる乗組員の負担軽減

⾼効率FPGA採⽤による、省エネ効果 省エネによる環境負荷低減

システム構成

⾼解像度カメラ FGPAサーバShip Ship Ship

カメラ画像 画像認識エンジン(FPGAベース） 物体検出

インターフェイス

+

監視イメージ

期待効果

船舶⽤周囲監視システム システム構成

⾼解像度画像データの撮影

学習モデルによる画像認識

洋上の物体発⾒

（本資料はJMU様資料を基にＯＫＩが作成）

⾼効率モデリング技術／移動カメラからの⾞両周辺の物体検知・追尾

ソフトテンソルプロセッサ技術

⾼所・固定カメラからの広範囲の状況認識

移動カメラからの超遠距離の物体検知

NEDO『⾰新的AIエッジコンピューティング』研究開発事業 本スキームの役割

⾞載監視

－

施設・⾼所監視

海上監視

＜研究開発＞ ＜社会実装＞

開発技術①ソフトテンソルプロセッサ技術• テンソル演算• 省エネルギーで低発熱• FPGAハードIP技術

開発技術②⾼効率モデリング技術• 巨⼤な認識モデル対象• 精度を維持して圧縮• 省エネルギー化

開発技術③広範囲⼤規模認識技術• 超広範囲をきめ細かく• 少ない台数のカメラ• 省エネルギーに認識

⼤規模・⾼精細な認識を省エネルギーに実⾏できる３層の開発技術

開発技術① ソフトテンソルプロセッサ技術 研究開発︓会津⼤学

ディープラーニングの演算処理を⾏う際には、計算にかかるエネルギーよりも、データ移動に伴うエネルギーの⽅が⽀配的である。そこでデータを極⼒FPGA内部に留め、FPGAとメモリ間のデータ移動に要するエネルギーを⼤幅に削減する。

⼊⼒データ

出⼒データ

ＦＰＧＡ

中間データ

モデル

⼊⼒データ

出⼒データ

ＦＰＧＡ

中間データ

モデル

データアクセス膨⼤

データアクセス⼤幅削減

開発技術② ⾼効率モデリング技術 研究開発︓OKIディープラーニングのモデルの各層のチャネル毎の重要度を推定する、別系統のディープラーニングのネットワークを各層間に挟み、そのネットワークの学習により全体最適で重要度を推定する。これにより各チャネルを効率的に削減・圧縮し、演算量やメモリ使⽤量を低減する。

開発技術③ 広範囲⼤規模認識技術 研究開発︓下記3社開発技術①,②で実現するエネルギー効率の⾼いディープラーニング実⾏環境を活かし、4K/8Kなどの超⾼精細画像を⽤い広域・⼤規模な事象の認識が可能なモデルを開発

施設・⾼所監視

⾞載監視

海上監視

AIエッジ

AIエッジ

AIエッジ＜開発技術と主な適⽤シーン＞

移動カメラからの広域の物体検知・追尾

⾼所・固定カメラからの超広範囲の状況認識

移動カメラからの超遠距離の物体検知

不審者・トラブルなどを⾃動監視・モニタリング

巨⼤施設⼤規模雑踏警備

⼈とウェアラブルカメラでAI⽀援監視

！

移動体で地域をくまなく⾃動監視・モニタリング

地域監視インフラ管理

⾼所等からの固定カメラで地域を超広範囲監視・モニタリング

船舶周囲の⻑距離監視・モニタリング

地域監視交通管理

?

海上監視操船⽀援

AIエッジ

AIエッジ

AIエッジ

AIエッジ

⾼所から移動体で広域⾃動監視・モニタリング

AIエッジ

AIエッジ

AIエッジ

インフラ管理雑踏警備

施設管理雑踏警備

⽕災の煙検出

地域監視インフラ管理

我々が⽬指すAIエッジコンピューティング実装社会