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UNIFEI-IESTI01-TinyML-2022.1

TinyML - Machine Learning for Embedding Devices

2022 - 1st Semester

<img src='images/IESTI_2.jpg'/> <figcaption><a href='https://unifei.edu.br/iesti/'>Instituto de Engenharia de Sistemas e Tecnologias da Informação – IESTI - Campus de Itajubá</a></figcaption> <hr>

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Material

Optional pre-course activities:

Parte 1: Fundamentals

Parte 2: Applications & Deploy

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Relevancia do aprendizado do TinyML

Como sabemos, os microcontroladores (ou MCUs) são componentes eletrônicos muito baratos, geralmente com apenas alguns kilobytes de RAM e projetados para consumir pequenas quantidades de energia. Hoje em dia, os MCUs podem ser encontrados incorporados em quase todos os dispositivos residenciais, médicos, automotivos e industriais. Estima-se que mais de 40 bilhões de microcontroladores serão vendidos este ano e provavelmente centenas de bilhões deles esteja em serviço atualmente. Mas, curiosamente, esses dispositivos não recebem muita atenção porque muitas vezes são usados apenas para substituir funcionalidades que os sistemas eletromecânicos mais antigos faziam em carros, máquinas de lavar ou controles remotos.

Mais recentemente, com a era da IoT (Internet das Coisas), uma parte significativa desses MCUs está gerando “quintilhões” de dados, que em sua maioria, não são utilizados devido ao alto custo e complexidade de sua transmissão de dados (largura de banda e latência).

Por outro lado, nas últimas décadas, assistimos ao desenvolvimento de modelos de Aprendizado de Máquina (também conhecido como Inteligência Artificial) treinados com "toneladas" de dados e em poderosos mainframes. Mas o que está acontecendo hoje é que, de repente, tornou-se possível, à partir de sinais "ruidosos" e complexos como imagens, áudio ou acelerômetros e extrair significado deles através do uso de redes neurais. E o que é mais importante, é que podemos executar esses modelos de redes neurais em microcontroladores e sensores usando muito pouca energia e assim, interpretando muito mais dos dados de sensores que estamos atualmente ignorando. Este é o TinyML, uma nova área que permite extrair "inteligência de máquina" bem no mundo físico (onde os dados são gerados).

Visão geral do curso

TinyML é um curso introdutório na interseção entre o Aprendizado de Máquina (Machine Learning) e dispositivos embarcados (Embedded Devices). A difusão de dispositivos embarcados com ultra-baixo consumo de energia (da ordem de miliwatts), juntamente com a introdução de frameworks de aprendizado de máquina dedicados a dispositivos embarcados, como TensorFlow Lite para Microcontroladores (TF Lite Micro), permitirão a proliferação em massa de dispositivos IoT potencializados por IA (“AioT”).

O crescimento explosivo do aprendizado de máquina e a facilidade de uso de plataformas como TensorFlow (TF) o tornam um tópico de estudo indispensável para estudantes de Engenharia Eletrônica, da Computação e Controle & Automação.

O TinyML difere do aprendizado de máquina convencional (por exemplo, servidor - nuvem) porque requer não apenas conhecimentos em software, mas também conhecimentos em hardware integrado. Este curso procura fornecer uma base para o entendimento deste campo emergente.

Referências

A atual versão deste curso, pioneiro na América Latina, tem como principais referências:

IESTI01 faz parte do TinyML4D, uma iniciativa para tornar a ensino do TinyML disponível para todos em todo o mundo.

Tópicos do curso

Carga horária:

Processo de aprovação:

Pré-requisitos

Metodologia/Recursos:

Professor do curso:

Supervisão e apoio: