AI per la robotica: dalla percezione al controllo locale affidabile

Cos’è l’intelligenza artificiale robotica?

L'intelligenza artificiale robotica applica l'intelligenza artificiale alle osservazioni, alle scelte dei compiti o alle azioni di un robot. Potrebbe stimare la posa di una parte per una pinza, interpretare una scena per un robot mobile o identificare un oggetto che necessita di ispezione. Il robot combina tale output con localizzazione, pianificazione, controllo e hardware fisico.

È una parte del più ampio Immagine di ingegneria fisica dell'intelligenza artificiale. Edge AI può essere eseguito a bordo in modo che le osservazioni possano essere elaborate vicino ai sensori. Il software della flotta e gli strumenti offline possono comunque supportare la pianificazione, la revisione dei dati e lo sviluppo del modello. La suddivisione dovrebbe seguire i tempi, la connettività e i requisiti di manutenzione.

Non tutte le funzioni del robot necessitano di un modello appreso. Una traiettoria ripetibile, una macchina a stati esplicita o un metodo geometrico possono essere più facili da verificare per un compito ben definito. Posiziona l'intelligenza artificiale laddove la variazione crea un problema reale, quindi valuta se migliora il flusso di lavoro completo.

Scegli l'attività prima dell'architettura del robot

Questi sono gli ambiti di sviluppo dei candidati, non un elenco di robot Alvexis distribuiti. Descrivi con precisione l'ambito operativo: pavimento o terreno, illuminazione, persone, carico utile, percorsi consentiti e azioni vietate. La modifica di tali condizioni può cambiare il problema più di quanto non faccia la scelta di un modello di intelligenza artificiale più ampio.

Costruisci un percorso chiaro dai sensori al movimento

Acquisizione e sincronizzazione: Registrare quando è stata acquisita ciascuna osservazione, il suo quadro di coordinate e la sua versione di calibrazione. La posizione di un oggetto rilevata non è utile a una pinza finché la trasformazione nel telaio del robot non è valida. Leggi il nostro guida alla sincronizzazione dell'ora prima di combinare telecamere, IMU e misurazioni del movimento.

Percezione e stato: Decidi di cosa ha effettivamente bisogno la fase successiva: una lezione, una posa, una stima dello spazio libero o un evento qualificato con fiducia. Pubblica un contesto sufficiente per rifiutare output obsoleti o non validi. Definisci il comportamento del sistema quando un sensore viene oscurato, la localizzazione viene persa o l'affidabilità scende al di sotto della soglia dell'applicazione.

Interfacce di task e movimento: Mantenere un confine visibile tra un obiettivo proposto e il componente autorizzato a realizzarlo. Un pianificatore può richiedere uno spostamento; il sistema di controllo deve ancora far rispettare le condizioni operative consentite. Definire cancellazione, timeout, override e ritorno a uno stato noto.

Le funzioni di protezione necessitano di una progettazione di sicurezza specifica per l'applicazione. Un normale modello di intelligenza artificiale o un pacchetto di navigazione non dovrebbero essere presentati come una funzione di sicurezza certificata. Ad esempio, Nav2 descrive il suo Collision Monitor come livello software aggiuntivo. La sua presenza non dimostra che l'installazione di un robot sia sicura.

Misurare l’età della decisione, non solo il tempo di inferenza

Un modello veloce può ancora agire sui vecchi dati. L'esposizione o acquisizione, il trasferimento, l'accodamento, la preelaborazione, l'inferenza, la pianificazione e l'invio dei comandi contribuiscono tutti all'età di un'osservazione quando raggiunge la macchina. Definire i punti iniziale e finale di ogni misurazione della latenza.

Registra distribuzioni e picchi di latenza durante l'acquisizione, la registrazione e le comunicazioni simultanee della fotocamera. Controlla cosa succede quando un consumatore resta indietro. Una coda che preserva tutte le vecchie osservazioni potrebbe essere inappropriata per una decisione sullo stato attuale, mentre scartare le osservazioni potrebbe essere inaccettabile per un registro delle prove. Assegna a ciascun percorso dati una policy esplicita.

Seleziona l'hardware per l'elaborazione locale dell'intero carico di lavoro

Elencare le interfacce della fotocamera, le velocità dei sensori, gli operatori dei modelli, i servizi della CPU, le copie della memoria, le scritture di archiviazione e le interfacce di controllo prima di scegliere un processore. L'accelerazione supportata conta più del conteggio delle operazioni principali. Testare il modello previsto e lo stack software su una piattaforma rappresentativa.

Un sistema mobile comporta anche vincoli energetici e termici. Considerare la corrente di avvio, il comportamento della batteria, il raffreddamento prolungato, la ritenzione del connettore e lo spazio per l'accesso alla manutenzione. Una scheda da laboratorio che funziona brevemente su una scrivania non ha ancora dimostrato un ciclo di lavoro utile all'interno di un recinto robotico chiuso.

ForgeEdge-Core è un punto di partenza per discutere dell'integrazione di calcolo personalizzata; ForgeEdge-Duo fornisce un'architettura per discutere l'elaborazione delle applicazioni insieme al controllo in tempo reale. L'idoneità del prodotto, il supporto software e le funzioni di protezione devono essere verificati rispetto ai requisiti del robot. Il Guida FPGA, NPU e MPU aiuta a separare i ruoli di elaborazione.

Utilizza la simulazione per rispondere a domande specifiche

Costruisci una simulazione attorno a una decisione: raggiungibilità, posizionamento del sensore, logica del percorso o un'attività di gestione ripetibile. Variare i fattori che potrebbero compromettere la progettazione, come la posa dell'oggetto, le ipotesi di attrito, il rumore del sensore o gli ostacoli imprevisti. Conserva le versioni della simulazione e le definizioni degli scenari con i risultati dei test.

NVIDIA's esempio da simulazione a realtà dimostra un percorso da un'attività simulata a un robot reale. Per un programma di prodotto, il trasferimento rimane qualcosa da testare. Confrontare il robot fisico con le ipotesi del modello, inclusi tempi, conformità meccanica e sensori installati.

Non utilizzare il successo della simulazione come sostituto della messa in servizio. Un buon passo successivo è una prova fisica ristretta con risultati strumentati e un trasferimento concordato da parte dell'operatore. Espandere il dominio operativo solo dopo aver esaminato le prove.

Fallimenti dei test e dimostrazioni di successo

Conservare un registro delle versioni di hardware, firmware, modello, calibrazione e configurazione per ogni analisi. Un tasso di successo aggregato è difficile da interpretare senza il mix di attività e le categorie di insuccesso. Riportare le prestazioni per scenario e mantenere i casi difficili nel set di valutazione quando si migliora il sistema.

Cosa portare a una discussione di ingegneria

Condividi un breve video o un diagramma dell'attività, delle interfacce del robot o della macchina, dei sensori disponibili e dei vincoli di spazio, alimentazione e raffreddamento. Specificare chi possiede il controller del robot, chi fornisce i dati dell'applicazione e chi accetta il sistema completato. Questi confini rendono più chiara la proposta di un prototipo e le sue dipendenze.

Alvexis può discutere del baseboard personalizzato, delle interfacce di rilevamento, dell'elaborazione integrata, della custodia e del lavoro di integrazione necessario attorno alla piattaforma selezionata. Per la robotica medica, iniziare con il separato guida di ingegneria sanitaria quindi lo scopo clinico e le responsabilità di validazione vengono stabiliti precocemente.