AAEON recibió la tarea de suministrar una solución capaz de actualizar la línea de robots de servicio de un cliente para permitirle completar autónomamente una serie de tareas complejas con velocidad y precisión. Si bien las soluciones como los brazos robóticos se han vuelto comunes en la fabricación, por lo general se utilizan para tareas específicas, repetitivas y unidimensionales. Por el contrario, el cliente buscaba desarrollar una opción más dinámica y multifacética que se asemejara a un robot de servicio humanoide en lugar de a maquinaria robótica estática.
Dado este ambicioso objetivo, era importante que AAEON presentara un producto compacto que combinara un hardware confiable y las herramientas necesarias para soportar tanto la computación avanzada como la capacidad de inferencia de IA requerida para tal aplicación. La solución que mejor se adaptaba a estas necesidades fue el PICO-RAP4, que aprovecha el procesador Intel® Core™ de 13ª generación en el compacto factor de forma PICO-ITX de 100 mm x 72 mm.
Desarrollar un robot de servicio autónomo avanzado requería una plataforma potente pero eficiente en términos energéticos. Dado que el robot necesitaría ejecutar tareas basadas en algoritmos complejos en tiempo real, requeriría una potencia de procesamiento sustancial. Además, la solución necesitaría un método para traducir y ejecutar los modelos de inferencia de IA del cliente, que guiarían sus acciones en la práctica.
Una segunda consideración, más práctica, era cómo obtendría el robot los datos analizados por los modelos de inferencia del cliente. Esto era crucial porque la calidad de estos datos influiría directamente en el proceso de toma de decisiones del robot, afectando la precisión de su salida de reconocimiento de objetos y la velocidad de su toma de decisiones. Era esencial que la solución seleccionada estuviera equipada con interfaces de alta velocidad para la instalación de cámaras y sensores.
Finalmente, la solución debería ser capaz de actuar como el centro de control del robot. Por lo tanto, necesitaría tener protocolos para comunicar comandos al hardware del robot y asegurar que se ejecuten de manera rápida y precisa.
Los escenarios de implementación para el robot eran relativamente amplios, con una gama de mercados verticales como posibles beneficiarios. Tareas como el montaje de productos en la industria manufacturera, la gestión de cultivos en el sector agrícola y el catering automatizado en la esfera de la hostelería podrían externalizarse al robot en cuestión. Como tal, la calidad integral del PICO-RAP4 lo convirtió en un excelente ajuste para potenciar al robot.
Para ejecutar los modelos de inferencia de IA necesarios para actuar de forma autónoma, el robot dependía de la CPU integrada Intel® Core™ i7-1370PE del PICO-RAP4, que ofrecía 6 núcleos de rendimiento, 8 núcleos de eficiencia y 20 hilos para proporcionar una potencia de procesamiento extremadamente alta y frecuencias de CPU capaces de manejar tareas de IA exigentes. También mantenía la eficiencia energética a través de sus núcleos eficientes para operaciones en segundo plano. Si bien no es la fuente principal de la funcionalidad de IA del robot, la CPU del PICO-RAP4 también incorporó varias tecnologías avanzadas, incluyendo Intel® Deep Learning Boost, Intel® Gaussian & Neural Accelerator e Intel® AVX2, que fueron fundamentales para acelerar las cargas de trabajo de IA y mejorar el rendimiento del aprendizaje automático.
Para gestionar la mayor parte de la carga de trabajo de IA de la aplicación, la ranura M.2 2280 M-Key del PICO-RAP4, que admitía una interfaz PCIe 4.0 x4, estaba equipada con un módulo de aceleración de IA de alta especificación. La interfaz PCIe de alto ancho de banda del PICO-RAP4 permitió al módulo de aceleración de IA procesar los diversos algoritmos de reconocimiento de imágenes, procesamiento del lenguaje natural y toma de decisiones del cliente sin ninguna latencia.
El conector FPC del PICO-RAP4 permitió la integración de cámaras MIPI, junto con dos cámaras de alta definición conectadas a través de sus puertos USB 3.2 Gen 2 para capturar múltiples fuentes de datos visuales, soportadas por Intel® UHD Graphics. Además, los dos puertos serie de la placa proporcionaron interfaces de señal RS-232/422/485 para conectar módulos GPS y sensores ambientales.
La función de control del robot estaba determinada por la interacción de su GPIO con actuadores y motores. Para garantizar la precisión posicional y la navegación, su I2C soportaba acelerómetros, giroscopios y sensores de temperatura. Además, todas las comunicaciones serie en la placa se beneficiaron del cifrado de datos proporcionado por su TPM 2.0 integrado.
Además, el PICO-RAP4 permitió al robot mantener una conectividad rápida y confiable con otros dispositivos a través de sus puertos LAN dobles, que soportaban tecnologías Intel® Ethernet Controller I226-V e Intel® Ethernet Connection I219-LM a velocidades de 2.5GbE y 1GbE, respectivamente. Esta matriz de dispositivos periféricos facilitó la navegación autónoma de acuerdo con el entorno del robot, basándose en las instrucciones transmitidas desde sus algoritmos de inferencia. Este método de comunicación también aprovechó una mejor seguridad de los datos, gracias al TPM 2.0 integrado.
Un área a menudo pasada por alto de la robótica autónoma es la capacidad de lograr reactividad a los sonidos ambientales. A través de su cabezal de audio de función completa (incluyendo entrada de línea, salida de línea y micrófono), el PICO-RAP4 mejoró la conciencia situacional del robot, permitiéndole entender comandos hablados y proporcionar alertas en caso de que encontrara problemas.
Gracias al PICO-RAP4, el cliente de AAEON pudo desarrollar un robot de servicio totalmente automatizado que podría desplegarse en diversos entornos en industrias que van desde el comercio minorista hasta la agricultura. Con una base de CPU excepcional, el procesamiento de los datos obtenidos de los versátiles y numerosos dispositivos periféricos de la placa se realizó con una latencia mínima. Esta robustez computacional también ayudó a proporcionar la potencia necesaria para maximizar la efectividad de su módulo de aceleración de IA, creando un bucle diseñado para un mejor manejo de los algoritmos de IA.
El soporte de la placa tanto para cámaras MIPI como USB ayudó al robot a realizar tareas con mayor precisión, dado que la calidad de la información alimentada en sus algoritmos de IA era más confiable. Además, el audio completo con función de entrada de línea/salida de línea/micrófono diversificó aún más las capacidades del robot, haciéndolo capaz de procesar comandos de audio, mientras aprovecha su sobresaliente potencia informática para mejorar las experiencias de los usuarios a través del aprendizaje automático.
Por último, es importante señalar que a pesar de su tamaño increíblemente ligero y pequeño, el PICO-RAP4 ofreció una plétora de interfaces a través de las cuales se podían acomodar diferentes tipos de sensores sin afectar la calidad de la señal. El PICO-RAP4 resultó ser una solución potente pero eficiente para el cliente, fundamental para superar los límites de cuán avanzados pueden llegar a ser los robots autónomos. Este caso ilustra que a medida que evoluciona el campo de la robótica, AAEON estará a la vanguardia.