马振宇 赵娟

(广州英码信息科技有限公司,广东广州 510663)

0 引言

穿戴移动式动态心肺监测仪用于心脏疾高危病人的日常居家监测,能够预防心脏猝死等疾病。目前,医院普遍使用的心电、心音设备为12导联动态检测仪(holter),功能单一,在同一时间段,采集用户的心电信号或者心音信号,不能综合监测用户的多个信号从而集中判断并发情况。Hotler的功耗比较大,体积也很大,一般只能待机1～2天。因为心脏的部分病症从检测到异常到猝死只有10分钟,必须连续采集心电心音的数据才能及时预警急救。Holter需要把数据传输到后台服务器计算心电监测,计算滞后严重,不能满足心肺的实时计算和全天候即时预警的需求。

在对体积严格的穿戴移动式人工智能应用的场合,能效(能效=算力/功耗)是衡量系统的最重要指标。人工智能边缘计算芯片最重要的资源是算力,最消耗功耗的场景也是在进行人工智能推理计算的时候,仅仅只是芯片本身控制功耗或者开关外围电路不能有效控制功耗,需要系统的角度对计算资源进行控制才能达到能效最优。

参考文献[1]介绍了多模态控制的方法,给本文的功耗控制提供了理论基础和思路启发。文献[2]提出的多模态人工智能方法,也启发了本文的人工智能算法的模态控制。文献[2]介绍了低功耗AI芯片的体系架构,为功耗控制策略提供了硬件基础,如图1所示。

图1 穿戴式人工智能动态心肺监测仪示意图Fig.1 Schematic diagram of a wearable artificial intelligence dynamic heart and lung monitor

1 穿戴式人工智能动态心肺监测仪硬件设计

本设备的硬件框架图如图2。……