1141-Handout 1 - Introduction_for_microelectronics

cool staff

1. Department of Biomedical Engineering
National Yang Ming ChiaoTung University
Electronics Lab (1):
Introduction
授課老師：
賴穎暉 老師 ([email protected])
授課助教：
姜翼顥([email protected])
1

2. The application of electronics to medical
instruments
2

3. Microprocessor
3

4. Hearing aids
4

5. The internal and external components of CI
Internal
External
Ref: Loizou et al. (1999)
Cochlear implant (CI)
5

6. Speech processor of CI
Speech
processor
Microphone
Transmitter
skin
Receiver
Electric array
BPF 1RECT.LPFCOMP.
BPF 2RECT.LPFCOMP.
BPF 4RECT.LPFCOMP.
E 1
Band-pass
filter
Envelope detectionCompressionPulse
generation
E 2
E 4
Electrodes
6

7. ANC Technology
!"#
!"#$%&' )*
+',-
A%CDEF*
+%,-DF
!"#A%&'()
#*+,-&%./
!#.
#!.
!"#$
!"#
%&'(
%)'*+
!
%&#$'
(!"#
./%M )/%M
L0C1!"!"#
1"2P4
RS#P
7 $
RS#P
#
$%
,-.-/+&+.*
0&'1
D0C1
ANC處理前
ANC處理後
測試方法:
喇叭播放
飛機噪音
Kemar人
工耳收音
7

8. AI + IC
Integrated circuit (IC)
Artificial intelligence (AI)
Digital medicine
8

9. 深度學習的應用：從生活到科技前沿
v深度學習技術已經深入到我們生活的方方面面，並為科技進步提供了強
大的助力。以下列舉幾項典型應用：
Ø計算機視覺： 圖像分類、物體識別、人臉識別等。
Ø自然語言處理： 機器翻譯、語音識別、文本生成等。
Ø醫學診斷： 疾病預測、影像分析、藥物研發等。
9

10. 生成式語言模型-ChatGPT
什麼是GPT?
Generative Pre-trained Transformer（GPT）系列是由OpenAI 提出的預訓練語
言模型，這一系列的模型可以執行非常複雜的NLP 任務，例如回覆問題、
生成文章和程式碼，或者翻譯文章內容等。
10

11. 視覺辨識模型-Tesla 自動駕駛
11

12. 醫學影像辨識應用 (1)
è皮膚癌診斷應用
包含2000病歷進13萬張病變
圖片）對模型進行的進一步的
調整的改進，最後得到了一個
可以檢測輸入皮膚圖像中是否
含有皮膚癌的神經網路模型。
02 February 2017
人工智慧應用於皮膚癌診斷
12

13. 醫學影像辨識應用 (2)
è視網膜病變診斷應用
v人工智慧於視網膜病變診斷應用
Ø首款 AI 診斷工具通過FDA批准 (2018.4.11)。
ØFDA：AI 為醫學的未來帶來希望。
在 FDA 運用 900 位糖尿病
患者臨床數據的準確度評估
測試中，IDx-DR 辨識視網
膜超過輕度病變的準確度為
87.4%，還在正常範圍患者
的辨識準確度也達到 89.5%。
13

14. AI於言語溝通輔助的應用
è幫助構音障礙患者提升語音清晰度!
TTS
ASR
Output Text
Output Speech
Personal
Feature
Feature
extraction
MFCC
Dysarthric Speech
StrokeCP
14

15. 模型實踐，運算力非常重要!
èGPU(為平行運算而生)
v為了加速神經網路的訓練和推理，工程師們設計了專門用於平行運算的
晶片—圖形處理器 (GPU)。
vGPU 擁有比 CPU 更多的運算單元 (ALU)，就像擁有成千上萬個「工人」
同時工作，可以快速完成神經網路中的大量矩陣運算。
15

16. 深度學習近年的突破點(2)
àGPU的引進，提升運算速率!
Blackwell，專為AI大模型而生，採用第二代
Transformer引擎!
è搭載2080億個電晶體的GPU!
16

17. NPU：神經網路的“專屬加速器”
v近年來，為了進一步提升神經網路的運作效率，一種更專門化的晶片應
運而生－神經網路處理器 (NPU)。
vNPU 不僅擁有大量的運算單元(ALU)，更注重存算一體化 (Computing in
Memory) 的設計理念，將運算單元和記憶體更緊密地結合在一起。
èNPU可直接於PC高效處理AI和機器學習（ML）工作，不需將資料發送
至雲端處理。
17

18. Teaching
schedule
18

19. Semester Grading:
vWeekly experimental results (30%).
vExperimental report scores (30%).
vFinal report: 40%.
19

20. EEG
ECG
光
壓力溫度
加速度
聲音
Final report
(prototype)
Final report highlights:
20
AMB82-
MINI

21. AMB82-MINI 是什麼？
AMB82-MINI 是 Realtek
推出的 低功耗 AIoT邊緣
設備開發板，基於
RTL8735B MCU，適用於
智慧家居、物聯網（IoT）、
AI 應用、影像處理 等領域。
https://www.amebaiot.com/zh/amebapro2/#rtk_a
mb82_mini

22. ⭐ DEMO影片實作語音控制自走車例子
- with Gemini

23. Thank you for your attention!
!"##$%&'()&*+,-.+/('0&"1,$#..+(/&0'*,1'2,13&