Infineon PSoC Edge在智慧設備中的創新應用

前言

隨著物聯網與人工智慧技術的蓬勃發展，智慧家居設備正變得更加智能且直觀。Infineon最新推出的PSoC™ Edge系列微控制器將機器學習（ML）能力帶到設備端，為各種家庭應用注入AI創新。本文將介紹Infineon在AI Edge領域的投入與創新方向，以及PSoC Edge如何透過硬體加速AI來提升智慧設備的性能。同時，我們將列舉目前已能實現的智慧AI應用場景，包括觸控感知、音訊事件檢測以及動作/振動分析，並說明每項技術為使用者帶來的價值。最後，我們將總結Infineon在AI Edge（特別是智慧家居領域）的產品技術優勢，讓AI設備開發者可以透過PSoC Edge平台快速導入AI模型開發。

英飛凌深耕AI Edge：智慧家庭的新動力

英飛凌長期深耕物聯網邊緣AI技術，透過軟硬體協同創新為智慧家庭帶來全新動力。最新的PSoC™ Edge E8x系列微控制器採用高效能的Arm Cortex-M55核心，內建Helium DSP指令集和專用的機器學習加速器（NNLite），PSoC™ Edge E84型號更搭載Arm Ethos-U55微型NPU，使設備端AI運算效能相比之前大幅提升。這些晶片支援「Always Online」的感測與即時回應功能，能夠在極低功耗下持續待命監測語音或觸控指令，非常適合智慧家庭等先進IoT應用。PSoC Edge透過硬體輔助的ML加速，不僅在不影響功耗的前提下提供即時AI推理，還降低了智慧人機介面的設計門檻，使終端產品具備情境感知能力，變得更智慧、直觀並提升使用者體驗。同時，內建的Edge Protect安全技術為設備提供強大的隱私與安全保護，確保使用者資料與AI模型的安全可信。

在軟體生態方面，英飛凌於2023年收購了一家嵌入式機器學習開發商。Imagimob，並於2024年推出全新的邊緣AI軟體品牌DeepCRAFT™。DeepCRAFT包含了深匠工作室圖形化開發環境與一系列DeepCRAFT 預訓練模型（現成AI模型），可搭配Infineon的ModusToolbox™開發生態系統。透過DeepCRAFT Studio，開發者可以一站式完成從數據採集、模型訓練到模型部署的全流程；而Infineon與Imagimob提供多種即用AI模型和入門範例，讓開發者即使沒有深厚的AI專業知識也能輕鬆上手，在PSoC Edge設備上快速構建並部署最新的機器學習應用。目前DeepCRAFT環境中已經涵蓋了各種感測器與場景的AI模型，包括音訊分類（如特定聲音事件檢測）、電容觸控感知、雷達感測（如存在與手勢識別）、慣性數據分析（IMU加速度計/陀螺儀，用於動作與振動檢測）等。這些創新讓Infineon能為智慧家庭、穿戴式設備、安防監控等領域提供完整的Edge AI解決方案，加速實現產品的智能化。

智慧家庭AI應用場景實例

為了讓開發者更直觀地了解PSoC Edge所帶來的AI創新，我們以下介紹三種目前已能實現的智慧家庭應用場景，並透過DeepCRAFT的現成模型說明其解決的問題和價值。

基於觸控感測的智慧互動

觸控檢測模型 (Touch Detection)Infineon 的觸控檢測 AI 模型運用 CapSense 電容感測技術，能夠精確識別使用者的觸碰行為，甚至判斷穿戴式設備是否被人體佩戴上。傳統的電容開關雖然可以感應觸摸，但容易受到潮濕、噪音等環境因素的干擾，而且無法區分設備處於有人接觸還是閒置狀態的情境。透過機器學習，這種觸控模型可以解決上述問題：例如在智慧音箱中實現觸控喚醒，設備只有在檢測到手指接觸時才啟動喚醒指令，避免誤觸的同時節省待機能耗；又或者用於智慧手環、耳機等可穿戴設備，檢測設備何時「被戴上或取下」。這樣的佩戴偵測此功能能讓設備在未佩戴時自動進入省電或待機模式，延長電池壽命。整體而言，基於 AI 的觸控感知為智慧家庭設備提供了更直觀的人機互動介面：使用者無需繁瑣的設定，就能透過觸碰動作自然地喚醒或控制設備，同時設備也能根據使用狀態自動調整行為，帶來更人性化的體驗。

音訊事件檢測：居家安全與便利

音頻AI模型（環境聲音識別）在智慧家庭場景中，設備透過麥克風「聆聽」環境，可以即時偵測並識別出特定的關鍵聲音事件。Infineon提供的音頻AI模型如警報聲偵測和嬰兒哭聲檢測，正是為此目的而設計。這類模型解決了家庭安全與照護中的痛點：人不可能時時刻刻注意所有聲音，而 AI 可以 7×24 小時自動監聽。一旦發生異常聲響（例如火災警報器鳴響或玻璃破裂聲、槍響等），系統能立即觸發警示通知住戶或安保人員，爭取寶貴的反應時間。以嬰兒哭聲偵測例如，AI模型能夠在最遠約5公尺的距離內捕捉到大部分嬰兒的哭聲並識別其特徵，同時對一般室內背景噪音具有良好的抗干擾性。這意味著即使父母不在同一個房間，也能透過智慧監控設備及時了解寶寶醒來或哭泣的情況。緊急警笛/警報聲偵測該模型能夠識別例如救護車、消防車的警笛聲，準確率可達95%以上，並且能在各種交通環境噪音中保持高靈敏度，從任意方向捕捉警報聲音。這對於智慧家庭和智慧社區的安全系統非常有價值——當系統檢測到附近有緊急車輛警笛或社區警報響起時，能自動通知居民注意或啟動相應的應急預案。此外，這類音頻AI模型還可擴展應用到槍聲偵測在安防場景中，一旦識別到疑似槍擊聲響，立即向雲端或相關人員發出警報，並在危機發生時提供即時的自動化應對。透過將聽覺融入智慧家庭系統，家庭設備變得更具「感知力」：不僅提升了安全監控的可靠性，也為使用者帶來極大的便利與安心。

動作與異常振動檢測：守護健康與設備維護

動作/振動分析模型 (IMU感測器)智慧家庭設備不僅可以「聽」與「觸摸」，還能透過內建的加速度計和陀螺儀等IMU感測器來「感知動作」和「察覺振動」。Infineon 的 IMU 類 AI 模型包括跌倒偵測、人體活動辨識以及異常振動檢測等，用於解決家庭中人員安全防護和設備維護的需求。例如，跌倒偵測模型特別針對穿戴式設備進行優化，可利用腰帶或手錶上的IMU數據來識別使用者是否發生了重度跌倒。這對獨居長者或需要特別照護的人士而言意義重大：當他們在家中因滑倒或昏厥而倒地時，系統能立即自動發出警報通知家人或醫療單位。Infineon 提供的跌倒檢測模型已考慮到設備的電源限制，透過高效的演算法將電池消耗降至最低，以確保穿戴式感測器能長時間運行且不影響使用者的日常活動。另一方面，人體活動辨識模型可以判斷使用者的日常動作狀態（例如站立、行走、跑步、上下樓梯等），可應用於智慧穿戴裝置或居家照護系統中：例如智慧手錶透過活動識別來自動記錄使用者的運動量，或者智慧家居根據使用者的活動模式調整環境設定（當偵測到使用者進入睡眠狀態時自動調暗燈光等），提升生活便利性。

除了人員動作外，IMU感測還可以應用於機械裝置的異常振動監控智慧家庭中的許多電器設備（如空調壓縮機、電風扇、洗衣機或電動工具）在故障前通常會出現振動模式的改變。透過AI異常振動檢測模型，系統可以學習設備正常運轉時的振動特徵，一旦偵測到異常的振動頻率或模式，就能提前預警可能的故障。例如，有研究項目利用IMU模型即時監測桌上電風扇的運轉狀態，當風扇的振動出現異常時便視為軸承故障或不平衡的徵兆，通知使用者進行檢修。同樣地，這項技術可廣泛應用於其他家用設備或智慧家具上，實現故障預警。預防性維護——提前發現問題、提醒保養修繕，避免小故障演變成重大損害。透過對人和物的動態感知，智慧家庭系統變得更加貼心且可靠：不僅守護了居住者的安全健康，也保障了家庭設備的穩定運行。

Infineon AI Edge 的優勢與快速導入

綜合以上應用可以看出，Infineon PSoC Edge平台在智慧家庭領域展現了強大的AI創新實力。其優勢來自於硬體與軟體的雙重領先：

• 專為AI優化的硬體PSoC Edge MCU結合高效能Cortex-M55處理器與專用AI加速單元，提供即時的邊緣AI推理能力，同時保持超低功耗與強大的安全性。這使得智慧家庭設備能夠全天候執行複雜的感測與識別任務（如語音喚醒、影像識別等），卻無需頻繁更換電池或擔心隱私洩露，真正實現「在地智慧」。
• 完善的軟體生態Infineon 的 DeepCRAFT Studio 圖形化開發環境搭配 ModusToolbox 工具，為開發者提供一條龍的 ML 開發體驗；同時豐富的現成模型（現成AI模型）涵蓋了從音訊、觸控到動作、雷達等多領域應用，使開發者免於從零開始訓練模型這些生產就緒的模型都經過大量數據測試與優化，精準度高且符合嵌入式部署需求。對開發者而言，這意味著更快的產品上市時間與更低的開發門檻——即使沒有深厚的AI背景，也能直接利用現成模型來添加智能功能，省去收集資料和反覆試錯的成本。

對於潛在的晶片使用者（如產品開發人員、系統整合商等）來說，選擇Infineon的PSoC Edge平台意味著掌握了一套高效的AIoT解決方案憑藉Infineon在AI Edge領域的技術累積與完整生態支持，開發者可以專注於自身應用創意，加速將AI功能融入智慧家庭產品。在激烈競爭的市場中，快速匯入成為制勝關鍵：透過PSoC Edge與DeepCRAFT，您可以在數週內完成概念驗證，將創新想法轉化為實際的智慧裝置。Infineon不僅提供了圖形介面的硬體和軟體工具，還有完整的文件範例和社群支援資源，隨時為開發者解答疑惑。總而言之，Infineon在AI Edge智慧裝置領域展現的領先優勢，將持續引領產業向前發展。現在就加入PSoC Edge的開發行列，運用Infineon的平台快速打造您的下一個智慧家居創新產品，讓人工智慧為生活帶來前所未有的便利與安全保障！