嵌入式计算机和系统使边缘人工智能成为可能
FALC是该公司最新推出的小型计算机系列。它们具备视频处理和生成式人工智能功能，可用于边缘决策。（图片：J-Squared Technologies）过去十年，人工智能已渗透到众多市场，如今，生成式人工智能开启了创新新纪元。它利用海量数据和复杂的算法，能够模拟人脑的学习和决策方式。尽管目前关于生成式人工智能的应用案例众说纷纭，例如生成高中生论文和房地产信息，但人工智能还可以用于控制农业、建筑、采矿等行业的机械设备。
这些应用在技术实施方面会增加另一层复杂性。例如，由于自动驾驶矿车必须对数百万个数据点做出即时反应——例如矿坑中的地理位置、天气状况以及用于监测障碍物或从车厢掉落的巨石的高分辨率摄像头——因此其连接要求非常高，即使云计算可用，其可靠性也可能不足。
J-Squared Technologies Inc. 首席执行官 Jeff Gibson 表示：“迄今为止，需要大量数据中心计算的云端人工智能应用一直占据主导地位。人工智能的下一个阶段将在边缘计算领域展开，在那里可以实现成本、数据隐私和连接性方面的优势。”
TRAX 计算机的历史可以追溯到几年前 J-Squared 收购的 Octagon Systems 原有产品线。如今，其产品和应用范围已得到扩展。（图片：J-Squared Technologies）八角系统
J-Squared Technologies 成立于 1990 年，是一家为关键任务应用提供嵌入式计算机、系统和服务的供应商。公司最初是一家半导体制造商代理商，后来开始生产小型计算机。J-Squared Technologies 总部位于加拿大安大略省卡纳塔市，近年来不断拓展业务范围和影响力。目前，公司拥有位于加拿大新斯科舍省达特茅斯市的环境测试实验室 ESL Labs。此外，公司还增设了维护、维修和大修 (MRO) 部门，并在安大略省密西沙加市和佐治亚州亚特兰大附近设有分支机构，为公司自身的计算机和第三方产品提供支持。
2018年，J-Squared收购了Octagon Systems。Octagon Systems当时是一家总部位于科罗拉多州的供应商，主要生产用于采矿、铁路和交通运输行业的加固型嵌入式计算机。J-Squared保留了Octagon的品牌，并将其产品纳入自身产品目录。此后，J-Squared不断拓展Octagon的业务范围和产品线，使其涵盖机架式服务器、服务器机柜、显示器、网络解决方案和边缘人工智能系统。
J-Squared Technologies总裁Andrew Woollard表示：“在网络连接良好的典型商业环境中，许多解决方案允许你将所有这些数据发送回云端进行处理。但在我们所处的行业中，你不能依赖这种连接。例如，在采矿和军事领域，数据处理必须在现场完成。”
“如果人工智能要在我们的市场中得到应用，就需要本地处理。原因有很多：连接性、可靠性、实时决策、成本（这是一个重要因素）以及隐私。”
“我们相信，未来10年内超过75%的数据将在边缘端生成。视频和其他数据都将在边缘端生成，因此尽可能在数据生成点附近进行处理是明智之举。”
为了提供完整的系统解决方案，J-Squared 还提供 8 英寸和 15 英寸的触摸显示屏。（图片：J-Squared Technologies）产品目录扩展
2022 年，该公司扩展了其 Octagon 硬件产品线，推出了一系列名为 FALC 的小型计算机，其中包括视频处理和专用 AI 计算，用于现场决策。
FALC系统共有三种型号，具备GPU/AI加速功能，专为需要与其他设备、传感器和仪器连接的应用而设计。该公司提供有线和无线连接选项，确保每台计算机都能满足物联网(IoT)和车联网(V2X)功能的需求。它们具有IP防护等级，可抵御灰尘、沙粒和水的侵蚀。由于计算能力的提升会产生更高的发热量，FALC计算机采用传导和对流散热，并在应用允许的情况下使用外部IP防护等级的风扇。
FALC计算机系列与TRAX系列计算机密切相关，TRAX系列是Octagon Systems公司早期推出的小型计算机产品线。如今，J-Squared产品线包含10款不同的计算机，均提供无线连接选项，为传感器、车辆和设备连接提供平台。该系列产品也支持物联网(IoT)和车联网(V2X)技术。
“FALC 是一款 TRAX 计算机，但不同之处在于它支持边缘视频处理和人工智能，”吉布森说道。“我们致力于在边缘实现高能效比。它不仅具备 TRAX 的功能，还支持人工智能计算、视频处理和传感器融合。这使得在边缘部署人工智能应用成为可能。”
提高每瓦性能并非易事。“虽然硬件的改进有助于降低设备的功耗，但随着应用程序变得越来越复杂，边缘计算也越来越多，软件需求也在不断增长，”伍拉德说道。“在人工智能解决方案兴起之前，硬件和软件的效率都在不断提高。而现在，设备又开始变得耗电了。”
TRAX计算机的一个典型应用场景是露天矿中使用的大型推土机。“这种应用会面临严重的冲击和振动问题，因此我们必须确保计算机能够承受这种环境。推土机上可能装有30到40个传感器，所有这些信息都会反馈到计算机中，”吉布森说道。“矿山非常重视其固定资产的维护管理，他们一直希望在问题导致诸如发动机故障之类的严重后果之前就检测到它们。如今，以推土机为例，它还会配备摄像头，我们需要将摄像头拍摄的画面输入计算机进行处理。这就是为什么现在必须设计GPU和专用AI加速器并将其集成到硬件系统中的原因。”
这是J-Squared公司TRAX计算机的分解图。（插图：J-Squared Technologies）人工智能技术加速器
科技发展日新月异，而生成式人工智能的加入，预计还会加速这一进程。学习曲线也相当陡峭。
“当然，各家公司的成熟度不尽相同。我认为我们所有的客户都知道他们需要开始利用人工智能，”伍拉德说道。“有些公司在这方面走得更远，有些公司已经有了解决方案，正在努力将其投入生产。还有一些公司正在进行概念验证，测试各种想法。他们真的别无选择。”
“当这些客户联系我们时，他们知道自己想通过这项技术实现什么目标，”吉布森说。“他们可能不了解这项技术的全部运作机制，但他们肯定知道自己想要什么——而且他们会明白，迁移到云端并不适用于所有用例。”
“目前有很多公司拥有现有的软件，可能希望将人工智能或基于摄像头的元素融入其中，但他们自身不具备这种能力。我们可以为他们提供这项服务。”
伍拉德说：“我们非常乐于与合作伙伴携手，这对于我们所处的市场至关重要。我们不需要有人主动联系我们，承诺订购1万个包装盒才能开始合作——当然，我们非常欢迎这样的合作。我们并不需要这种规模的订单才能与您深入合作，定制现有包装盒或打造专属产品。”
J-Squared 的 Stronghold EMI/EMC 机柜符合海军部署的军用标准测试。（图片：J-Squared Technologies）从历史上看，J-Squared 为各行各业提供了一个通用的计算机平台。虽然每个平台都可以根据特定应用的需求，通过不同的处理能力或输入/输出设备进行定制，但本质上它是一种“一刀切”的设计。
吉布森说：“我们正开始推出针对特定终端应用的计算解决方案。其中一个最好的例子是军舰上的海军通信，我们为此设计了一整套解决方案。农业是另一个应用领域的例子，在这个领域，设备的设计也会根据具体应用而有所不同。”
伍拉德表示，大多数客户最初来J-Squared是为了寻找特定产品，但后来发现该公司能提供的服务远不止这些。如今，J-Squared能够支持产品的整个生命周期——设计、生产、测试、维修和维护。
“我们已将产品组合从TRAX产品线扩展到其他矿业及其他市场，现在我们正在开展更多基于解决方案的系统集成工作，”吉布森说道。“例如，我们现在能够组装一套完整的硬件解决方案，其中包括一台TRAX计算机、显示器、GPS天线以及为车队管理系统供电所需的所有线缆。我们在软件领域也开始取得显著进展，我们正在构建利用我们软硬件的解决方案。但对我们而言，核心始终是加固型计算。”
本文最初发表于 2025 年 1 月至 2 月的《电力进展》杂志。
