在科技日新月異的時代，各種基于人工智能（AI）的創新技術不斷涌現，為我們的生活帶來了諸多便利。今天，就要向大家介紹一款令人矚目的創新實驗——注入了AI靈魂的電鉆。

電鉆作為一種常見的工具，在家庭裝修、建筑施工等領域發揮著重要作用。然而，傳統電鉆在使用過程中往往需要使用者憑借經驗和感覺來判斷打孔的深度和螺絲釘是否打到恰到好處。這對使用者的經驗提出了很高的要求，當誤差出現時，不但影響美觀，還可能導致材料的損壞。

而這款注入AI靈魂的電鉆，卻能徹底改變這一狀況，能夠檢測出螺絲釘的帽與材料表面處于同一平面時的情況，并且自動停止，這種能力叫做“打平即停”。

工作原理

這款電鉆的獨特之處在于其先進的工作原理。它采用了恩智浦的MCX N947微控制器，作為電鉆的 “大腦”，精確地控制著電鉆的電機。同時，微控制器還能夠采集電機的反饋信號，如電機的母線電流和相電壓，這些信號包含了鉆螺絲釘過程的豐富信息，但又無法直接告訴人們什么時候螺絲釘已經鉆到恰到好處——打平，這也是我們訴諸AI的原始動力。

而AI技術的引入，則讓電鉆具備了智能判斷的能力。通過對反饋信號的分析，AI能夠準確地判斷出螺帽是否已經和被鉆的表面平齊。當達到這一狀態時，電鉆會自動停止打孔，避免了過度打孔或打孔不足的問題。

為了使用基于AI的方法，我們記錄在鉆螺絲釘的過程中這些信號的波形，并且根據經驗把打平時和打平后的波形標記出來，再把這些波形分割成更短的固定長度的片段，制作成數據集（如下圖）。

一次鉆螺絲釘過程的波形

然后，使用新發布的eIQ Time Series Studio (eIQ TSS) 工具，把這個需求以二分類的任務，來完成全自動的訓練過程，訓練結果可達99.6%的整體正確率。

使用新發布的eIQ TSS工具完成訓練

實驗效果

為了驗證這款電鉆的性能，我們進行了一系列的實驗。

在一個簡單的demo中，我們對市場購買來的電鉆進行了改裝，基于MCXN947 FRDM開發板來控制電鉆的電機、接收反饋信號和運行訓練好的模型，當我們在木板上進行打螺絲釘操作時，電鉆的表現令人驚嘆。

圖中的這塊木頭已經被我們打得“千瘡百孔”，在打進螺絲的過程中，右邊的FRDM-MCXN947開發板上會亮起紅燈（上圖），在打平后變成綠燈（下圖）。

在打孔過程中，電鉆會實時監測螺絲釘的鉆入深度。當螺絲釘的帽子即將和木板平齊時，電鉆上的指示燈會由紅色變為綠色，提醒使用者打孔即將完成。這一功能不僅提高了工作效率，還大大減少了因打孔不當而造成的材料浪費。

eIQ TSS工具

這款電鉆的成功離不開恩智浦最新推出的eIQ TSS工具。這是一套自動機器學習(AutoML) 的工具，用戶只需把自己的數據集送給這個工具，它就能自動從廣大的搜索空間中找到并訓練出合適的信號處理、特征提取與機器學習算法相結合的完整流程，生成多個完整的庫供用戶在精度、存儲器、計算量之間選擇合適的。

這一工具為模型的訓練提供了強大的支持，極大地解放了我們的雙手，自動嘗試眾多的信號處理與機器學習算法，并找到最合適的組合。

現在，eIQ TSS已經集成在恩智浦的eIQ Toolkit中，并且免費下載和使用，

最后的話

注入AI靈魂的電鉆，不僅是科技的創新，更是對傳統工具的一次革命。它讓打孔變得更加簡單、精準，為使用者帶來了全新的體驗。

在未來，我們相信這款電鉆將在更多的領域得到應用，為人們的工作和生活帶來更多的便利。如果你也對這款創新產品感興趣，歡迎關注我們，了解更多關于它的詳細信息。