集微网消息，在日前一次媒体专访中，“深度学习之父”杰弗里·辛顿曾畅想了ChatGPT等新一代AI大模型被运用于终端家电中的情景：“因此，我认为会有一个阶段，一旦某个AI系统训练完毕，我们会将其运行在非常低功耗的系统上。所以，如果你想让你的烤面包机能和你对话，你需要一个只花费几美元的芯片，而且它能运行像ChatGPT这样的程序。”
【资料图】
在刚刚结束的中国家电及消费电子博览会（AWE 2023）上，一家中国芯片企业，已经让这样的梦想照进了现实。
在以智能科技为主题的新国际博览中心W3馆，北京探境科技有限公司（简称“探境科技”）的展位上人流络绎不绝，集微网还看到不少家电厂商现场自报家门主动寻求合作。现场展出的端侧AI语音识别芯片解决方案，无需繁琐的配网和触控操作，一句指令就能让空调、风扇、灯具“随心而动”，特别是其新一代产品Voitist 811（简称VOI811），基于ChatGPT同源的语义理解技术，无需记忆命令词即可准确识别用户意图，为参观者带来了堪称惊艳的人机交互体验，也令人看到了AI“赋智”端侧应用的全新可能性。
（2023AWE探境科技展台）
端侧智能化的“第一性原理”
智能家居等端侧场景怎样实现智能化？
很长时间以来，这似乎是一个无需被追问的话题，从系统厂商到上游模组、方案商、芯片供应商，都习惯于因循着既有路径埋头奔跑，在WIFI/蓝牙、大屏、APP等软硬件元素上相互“内卷”，实际效果却差强人意。“中看不中用”的产品体验，也大大抑制了相关产业链的发育，成为公众笑料的冰箱大屏广告，恰是智能家居尴尬现状的一个缩影。
正如埃隆·马斯克所言，我们总是倾向于比较，对别人已经做过或者正在做的事情，我们也都跟风去做。这样发展的结果，只能产生细小的迭代发展，甚至不经意间背离使用者的“初心”。
假如端侧场景的智能化存在着一个“第一性原理”，那么人机交互的简单、自然、直接，无疑是其本质要求，面对从2.4G信道到云端叠床架屋的多重技术、商业模式挑战，产业界亟待“另辟蹊径”，探境科技在端侧AI语音识别上的实践，初步展现了令人兴奋的前景。
从动物到人类，声音往往是信息交互的核心载体，智能家居这一场景，显然也非常适合以语音进行人机交互与控制，不过传统基于统计学习技术的语音识别模型受算法及端侧芯片功耗、算力的约束，往往只能支持有限的命令词识别，乃至需要联网以云端资源提高性能，回到了配网、下载注册APP的老路，“即插即用”的应用潜力被技术瓶颈所束缚。
探境科技此次展出的新一代芯片VOI811，则突破性地采用了ChatGPT同源的Transformer模型，支持较语音识别更高级的自然语意处理（NLP）功能，且较NLP领域以往的LSTM等模型相比，Transformer以基于位置的自注意机制取代了对时序信息的依赖，从而大幅改善了模型对算力资源的使用效率，已经在不同任务上展现出一系列强悍能力。基于Transformer模型，搭载VOI811的设备无需用户记忆特定关键词，其自然叙述的控制意图即可被准确理解。
（探境科技新一代芯片VOI811）
众所周知，应用Transformer的大型语言模型（LLM，Large Language Model）训练推理，动辄需要上万颗高性能GPU支撑，要在端侧实现同源的算法架构绝非易事，探境科技凭借在AI算法和AI芯片上的软硬件全栈技术能力，最终在业界领先实现了端侧离线部署的“奇迹”。
探境算法专家透露，算法组的同仁为此进行了经年累月的细致打磨，结合智能家居等目标落地场景特点针对性优化，并结合了知识图谱、知识增强等前沿工程技术，而在硬件方面，VOI811采用了自研的SFA（存储优先，Storage First Architecture）架构NPU，针对AI计算“高差异、高并发、高耦合”特性，以存储驱动计算，打破存储墙，在同等条件下数据访问可降低10-100倍，28nm工艺条件下，系统能效比超过4T OPS/W，计算资源利用率超过80%，DDR带宽占用率降低5倍，支持FFT/MFCC/AEC硬件加速。
值得一提的是，VOI811还可实现多意图识别，即一句指令可包含双重意图，如空调场景下，“调制冷模式，20度”，就可以代替遥控器或APP多个操作动作，交互的灵活性、鲁棒性相较以往语音识别芯片解决方案也堪称颠覆式体验。
（基于811芯片的NLP方案特点）
在探境芯片专家看来，公司能够在产品落地上快人一步，主因是算法、算力、数据上三位一体的核心能力，除了上文已经谈到、业界少见的软硬件全栈自研模式，探境科技在场景数据的积累上也有着自己的独到”法宝”，从收集采样、清洗分类再到训练，已经形成高效运行的闭环机制。
基于全栈能力的协同设计、协同优化，不仅使探境科技产品性能参数可以做到更优，也使下游模组、系统厂商少了一分“后顾之忧”，规避了一些案例中软硬件供应商相互“甩锅”的弊病。
逆势而上何以可能
除了产品技术上的诸多独到之处，探境科技对应用场景和用户需求的深刻洞察，也给集微网留下了深刻印象。
当前流行的智能家居蓝牙/WIFI SoC产品方案，在终端消费者处实际使用情况普遍不尽如人意，绝大部分产品在入户后，所谓智能功能就沦为摆设。原因在于用户侧背负了过重的负担，如要启用相关功能往往需要用户主动进行步骤繁琐的配网操作，“七国八制”的定制APP从用户体验角度而言不啻于噩梦，对隐私稍有敏感性的用户，也很难信任一个个陌生开发者的APP安装到自己手机，突兀出现在冰箱、音箱上的所谓“第三屏”、“第四屏”，所提供的内容对用户来说更是累赘而非收益。
相比之下，基于语音的家居智能化，或许是更优选的路径，作为人工智能赛道里堪称覆盖面最广的一个领域，语音可以广泛运用于各种智能化的升级场景下，需要通过遥控器、APP或者物理按键操作的控制意图，均可适用于声控，探境CEO鲁勇感言：“从务虚的角度来看这个事情，我们正在经历一个人类从操纵物体必须要接触的时代，迈向可以比较远距离操控，整个生活生产方式会发生一个巨大的变化”。
而在语音交互产品中，传统联网式产品如智能音箱，在消费者心智中也同样存在隐私安全顾虑，曾经备受公众关注的亚马逊智能音箱Alexa“黑客门”，也佐证了这样的顾虑并非杞人忧天。鲁勇表示：“涉及到语音，这个东西它本身就能听懂你说话。那么大家很自然地会想到，我在屋里面做的任何事情它都在听，如果这个东西是联网的，我天生就会产生不信任，离线在这里有天然的优势”，而免除了配网操作，从用户体验上来说，“插上就能用，打开就能有，这种体验就是人工智能真正到人身边了，而且是安全的”。
基于上述洞察所形成的VOI811等产品差异化特性，也的确得到了下游厂商的热烈反响，笔者在展位现场所见所闻，已然预示了VOI811商业成功的前景。
据鲁勇介绍，该公司AI语音识别芯片累计出货量目前已达到千万量级，覆盖品类广泛，在灯具等细分市场已经建立起优势地位，新一代VOI811芯片送样测试后，下游厂商对这一内部集成了LDO和多种控制通信接口的产品普遍给出了高度评价，其高性能、高灵活性、高集成度的特点，可帮助智能家电、智能车载、智能音箱、人机交互等产品制造商大幅节约产品开发周期及研发、物料成本。
以客户需求为中心，探境科技还依托其软硬件全栈研发能力，配套VOI811打磨了多套Turnkey参考设计模板，使内部技术力量不强的二线乃至白牌厂商，也能够实现新产品快速上市。
当下的白电、消电产业周期中，探境科技的高速成长显得尤为可贵，在笔者看来，这样的逆势成长可谓水到渠成。正是因为市场进入存量“内卷”的平台期，使得供应商在同质化价格战中“蒙头狂奔”之外，有更强的紧迫感“抬头看路”，审视现有主流技术方案和形态的弊端，寻找差异化的产品卖点和业务增长点，更积极尝试不同的技术方案，从而为创新打开机遇窗口。
瞄准未来机遇，探境将始终坚持离线语音控制这一端侧设备交互技术路线，进一步完善其针对高、中、低不同层次市场需求的产品线布局，助力上亿乃至更大出货量级的传统家电产业智能化升级。
结语
约瑟夫·熊彼特在其“创造性破坏”理论中，曾对经济周期与创新涌现的镜像关系做了深刻的总结。而探境科技对端侧设备语音人机交互的洞察与探索，以及下游消电、家电厂商的热烈反响，恰可作为一个有关产业创新周期的生动注脚。
随着离线AI语音控制方案可以预见的加速普及，智能家居消费者，也将很快感受到梦想照进现实的惊艳。
