AI στη ρομποτική: από την αντίληψη στον αξιόπιστο τοπικό έλεγχο

Τι είναι το Robotics AI;

Το Robotics AI εφαρμόζει νοημοσύνη μηχανής στις παρατηρήσεις, τις επιλογές εργασιών ή τις ενέργειες ενός ρομπότ. Μπορεί να εκτιμήσει τη στάση ενός εξαρτήματος για μια λαβή, να ερμηνεύσει μια σκηνή για ένα κινητό ρομπότ ή να εντοπίσει ένα αντικείμενο που χρειάζεται επιθεώρηση. Το ρομπότ συνδυάζει αυτή την έξοδο με εντοπισμό, προγραμματισμό, έλεγχο και φυσικό υλικό.

Είναι ένα μέρος του ευρύτερου Εικόνα μηχανικής φυσικής τεχνητής νοημοσύνης. Το Edge AI μπορεί να εκτελείται επί του σκάφους, ώστε οι παρατηρήσεις να μπορούν να υποβληθούν σε επεξεργασία κοντά στους αισθητήρες. Το λογισμικό στόλου και τα εργαλεία εκτός σύνδεσης μπορούν ακόμα να υποστηρίξουν τον προγραμματισμό, την αναθεώρηση δεδομένων και την ανάπτυξη μοντέλων. Ο διαχωρισμός θα πρέπει να ακολουθεί τις απαιτήσεις χρονισμού, συνδεσιμότητας και συντήρησης.

Δεν χρειάζεται κάθε λειτουργία ρομπότ ένα μαθημένο μοντέλο. Μια επαναλαμβανόμενη τροχιά, μια μηχανή ρητής κατάστασης ή μια γεωμετρική μέθοδος μπορεί να είναι ευκολότερο να επαληθευτεί για μια καλά καθορισμένη εργασία. Τοποθετήστε το AI όπου η παραλλαγή δημιουργεί πραγματικό πρόβλημα και, στη συνέχεια, αξιολογήστε εάν βελτιώνει την πλήρη ροή εργασίας.

Επιλέξτε την εργασία πριν από την αρχιτεκτονική του ρομπότ

Αυτά είναι υποψήφια πεδία ανάπτυξης, όχι λίστα με αναπτυγμένα ρομπότ Alvexis. Περιγράψτε επακριβώς τον τομέα λειτουργίας: δάπεδο ή έδαφος, φωτισμός, άτομα, ωφέλιμο φορτίο, επιτρεπόμενες διαδρομές και απαγορευμένες ενέργειες. Η αλλαγή αυτών των συνθηκών μπορεί να αλλάξει το πρόβλημα περισσότερο από την επιλογή ενός μεγαλύτερου μοντέλου τεχνητής νοημοσύνης.

Δημιουργήστε μια καθαρή διαδρομή από τους αισθητήρες στην κίνηση

Απόκτηση και συγχρονισμός: Καταγράψτε πότε αποκτήθηκε κάθε παρατήρηση, το πλαίσιο συντεταγμένων και την έκδοση βαθμονόμησής της. Μια θέση ανιχνευμένου αντικειμένου δεν είναι χρήσιμη σε μια λαβή μέχρι να είναι έγκυρη η μετατροπή στο πλαίσιο του ρομπότ. Διαβάστε το δικό μας οδηγός συγχρονισμού χρόνου πριν συνδυάσετε κάμερες, IMU και μετρήσεις κίνησης.

Αντίληψη και κατάσταση: Αποφασίστε τι χρειάζεται πραγματικά το επόμενο στάδιο: ένα μάθημα, μια πόζα, μια εκτίμηση ελεύθερου χώρου ή ένα συμβάν που πληροί τις προϋποθέσεις εμπιστοσύνης. Δημοσιεύστε αρκετό περιβάλλον για την απόρριψη παλαιών ή μη έγκυρων αποτελεσμάτων. Καθορίστε πώς συμπεριφέρεται το σύστημα όταν ένας αισθητήρας καλύπτεται, η τοπική προσαρμογή χάνεται ή η εμπιστοσύνη πέφτει κάτω από το όριο της εφαρμογής.

Διεπαφές εργασιών και κίνησης: Διατηρήστε ένα ορατό όριο μεταξύ ενός προτεινόμενου στόχου και του εξουσιοδοτημένου στοιχείου για την εκτέλεσή του. Ένας σχεδιαστής μπορεί να ζητήσει μια μετακόμιση. το σύστημα ελέγχου πρέπει ακόμη να επιβάλλει τις επιτρεπόμενες συνθήκες λειτουργίας του. Ορίστε την ακύρωση, τα χρονικά όρια, τις παρακάμψεις και την επιστροφή σε μια γνωστή κατάσταση.

Οι προστατευτικές λειτουργίες απαιτούν σχεδιασμό ασφαλείας για συγκεκριμένη εφαρμογή. Ένα συνηθισμένο μοντέλο τεχνητής νοημοσύνης ή πακέτο πλοήγησης δεν θα πρέπει να παρουσιάζεται ως πιστοποιημένη λειτουργία ασφαλείας. Για παράδειγμα, Το Nav2 περιγράφει το Collision Monitor ως πρόσθετο επίπεδο λογισμικού. Η παρουσία του δεν αποδεικνύει ότι μια εγκατάσταση ρομπότ είναι ασφαλής.

Μετρήστε την ηλικία της απόφασης, όχι μόνο τον χρόνο συμπερασμάτων

Ένα γρήγορο μοντέλο μπορεί ακόμα να ενεργήσει με παλιά δεδομένα. Η έκθεση ή η απόκτηση, η μεταφορά, η ουρά, η προεπεξεργασία, το συμπέρασμα, ο σχεδιασμός και η παράδοση εντολών συμβάλλουν στην ηλικία μιας παρατήρησης όταν φτάσει στο μηχάνημα. Καθορίστε τα σημεία έναρξης και λήξης κάθε μέτρησης λανθάνοντος χρόνου.

Καταγράψτε τις κατανομές λανθάνοντος χρόνου και τις κορυφές υπό ταυτόχρονη λήψη κάμερας, καταγραφή και επικοινωνίες. Ελέγξτε τι συμβαίνει όταν ένας καταναλωτής υστερεί. Μια ουρά που διατηρεί κάθε παλιά παρατήρηση μπορεί να είναι ακατάλληλη για μια απόφαση τρέχουσας κατάστασης, ενώ η απόρριψη παρατηρήσεων μπορεί να είναι απαράδεκτη για ένα αρχείο καταγραφής αποδεικτικών στοιχείων. Δώστε σε κάθε διαδρομή δεδομένων μια ρητή πολιτική.

Επιλέξτε υλικό άκρης γύρω από τον πλήρη φόρτο εργασίας

Αναφέρετε τις διεπαφές κάμερας, τους ρυθμούς αισθητήρων, τους χειριστές μοντέλων, τις υπηρεσίες CPU, τα αντίγραφα μνήμης, τις εγγραφές αποθήκευσης και τις διεπαφές ελέγχου πριν επιλέξετε επεξεργαστή. Η υποστηριζόμενη επιτάχυνση έχει μεγαλύτερη σημασία από τον αριθμό της κύριας λειτουργίας. Δοκιμάστε το προβλεπόμενο μοντέλο και τη στοίβα λογισμικού σε μια αντιπροσωπευτική πλατφόρμα.

Ένα κινητό σύστημα φέρνει επίσης περιορισμούς ισχύος και θερμότητας. Λάβετε υπόψη το ρεύμα εκκίνησης, τη συμπεριφορά της μπαταρίας, τη διαρκή ψύξη, τη συγκράτηση του βύσματος και τον χώρο για πρόσβαση στην υπηρεσία. Ένας εργαστηριακός πίνακας που λειτουργεί για λίγο σε ένα γραφείο δεν έχει ακόμη επιδείξει έναν χρήσιμο κύκλο λειτουργίας μέσα σε ένα κλειστό ρομπότ περίβλημα.

ForgeEdge-Core είναι ένα σημείο εκκίνησης για τη συζήτηση της προσαρμοσμένης ολοκλήρωσης υπολογιστών. ForgeEdge-Duo παρέχει μια αρχιτεκτονική για τη συζήτηση της επεξεργασίας εφαρμογών παράλληλα με τον έλεγχο σε πραγματικό χρόνο. Η καταλληλότητα του προϊόντος, η υποστήριξη λογισμικού και οι προστατευτικές λειτουργίες πρέπει να ελέγχονται σε σχέση με τις απαιτήσεις του ρομπότ. Το Οδηγός FPGA, NPU και MPU βοηθά στον διαχωρισμό των ρόλων επεξεργασίας.

Χρησιμοποιήστε προσομοίωση για να απαντήσετε σε συγκεκριμένες ερωτήσεις

Δημιουργήστε μια προσομοίωση γύρω από μια απόφαση: προσβασιμότητα, τοποθέτηση αισθητήρα, λογική διαδρομής ή επαναλαμβανόμενη εργασία χειρισμού. Διαφοροποιήστε τους παράγοντες που μπορεί να σπάσουν το σχέδιο, όπως η στάση του αντικειμένου, οι υποθέσεις τριβής, ο θόρυβος του αισθητήρα ή τα απροσδόκητα εμπόδια. Διατηρήστε τις εκδόσεις προσομοίωσης και τους ορισμούς σεναρίων με τα αποτελέσματα των δοκιμών.

NVIDIA's παράδειγμα sim-to-real δείχνει μια διαδρομή από μια προσομοιωμένη εργασία σε ένα πραγματικό ρομπότ. Για ένα πρόγραμμα προϊόντος, η μεταφορά παραμένει κάτι προς δοκιμή. Συγκρίνετε το φυσικό ρομπότ με τις υποθέσεις του μοντέλου, συμπεριλαμβανομένου του χρονισμού, της μηχανικής συμμόρφωσης και των εγκατεστημένων αισθητήρων.

Μην χρησιμοποιείτε την επιτυχία της προσομοίωσης ως υποκατάστατο της θέσης σε λειτουργία. Ένα καλό επόμενο βήμα είναι μια περιορισμένη φυσική δοκιμή με εξόδους με όργανα και μια συμφωνημένη παράδοση χειριστή. Επεκτείνετε τον τομέα λειτουργίας μόνο αφού ελέγξετε τα στοιχεία.

Αποτυχίες δοκιμών καθώς και επιτυχημένες επιδείξεις

Διατηρήστε αρχείο με τις εκδόσεις υλικού, υλικολογισμικού, μοντέλου, βαθμονόμησης και διαμόρφωσης για κάθε εκτέλεση. Ένα συνολικό ποσοστό επιτυχίας είναι δύσκολο να ερμηνευτεί χωρίς το μείγμα εργασιών και τις κατηγορίες αποτυχίας. Αναφέρετε την απόδοση ανά σενάριο και κρατήστε τις δύσκολες περιπτώσεις στο σύνολο αξιολόγησης κατά τη βελτίωση του συστήματος.

Τι να φέρετε σε μια συζήτηση μηχανικής

Μοιραστείτε ένα σύντομο βίντεο ή διάγραμμα της εργασίας, τις διεπαφές του ρομπότ ή του μηχανήματος, τους διαθέσιμους αισθητήρες και τους περιορισμούς στο χώρο, την ισχύ και την ψύξη. Καθορίστε σε ποιον ανήκει ο ελεγκτής ρομπότ, ποιος παρέχει δεδομένα εφαρμογής και ποιος αποδέχεται το ολοκληρωμένο σύστημα. Αυτά τα όρια καθιστούν μια πρωτότυπη πρόταση και τις εξαρτήσεις της πιο ξεκάθαρες.

Το Alvexis μπορεί να συζητήσει τον προσαρμοσμένο φορέα, τις διεπαφές ανίχνευσης, την ενσωματωμένη επεξεργασία, το περίβλημα και τις εργασίες ενοποίησης που απαιτούνται γύρω από την επιλεγμένη πλατφόρμα. Για την ιατρική ρομποτική, ξεκινήστε με το ξεχωριστό οδηγός μηχανικής υγείας Έτσι, ο κλινικός σκοπός και οι ευθύνες επικύρωσης καθορίζονται έγκαιρα.

ROS 2, SLAM και αντίληψη για αυτόνομα κινητά ρομπότ

Ένα αυτόνομο κινητό ρομπότ (AMR) χρειάζεται περισσότερα από την ανίχνευση αντικειμένων. Πρέπει να εκτιμά τη θέση του, να ερμηνεύει τα κοντινά εμπόδια και να παράγει εντολές κίνησης εντός καθορισμένων ορίων. SLAM σημαίνει ταυτόχρονο εντοπισμό και αντιστοίχιση. Ο ρόλος του είναι διαφορετικός από την αναγνώριση ενός αντικειμένου σε μια εικόνα κάμερας. Το LiDAR, οι κάμερες, η οδομετρία τροχού και τα δεδομένα IMU μπορούν να συνεισφέρουν σύμφωνα με την επιλεγμένη αρχιτεκτονική.

Σε ένα έργο πλοήγησης ROS 2, συμφωνήστε τα πλαίσια συντεταγμένων, τον χειρισμό χρονικής σφραγίδας, τους ρυθμούς μηνυμάτων και τη μέγιστη ηλικία δεδομένων πριν από την ενσωμάτωση. Δοκιμή χαρτογράφησης και εντοπισμού όπου θα λειτουργεί το ρομπότ, συμπεριλαμβανομένων των αλλαγών εμποδίων και των αδύναμων οπτικών χαρακτηριστικών. Το λογισμικό πλοήγησης και το υλικό αντίληψης δεν αντικαθιστούν την ανεξάρτητη αξιολόγηση κινδύνου και τα μέτρα ασφαλείας του ρομπότ.

Σχεδιασμός κάμερας, LiDAR και συγχρονισμός IMU