AAEON은 고객사의 서비스 로봇 라인업을 업그레이드하여 다양한 복잡한 작업을 신속하고 정확하게 자율적으로 수행할 수 있도록 하는 솔루션 제공을 의뢰받았습니다. 제조 분야에서는 로봇 팔과 같은 솔루션이 이미 보편화되어 있지만, 이는 일반적으로 특정하고 반복적이며 일차원적인 작업에만 사용됩니다. 이와 대조적으로 고객사는 정적인 기계 장비가 아닌, 더 역동적이고 다각적이며 인간형 서비스 로봇에 가까운 옵션을 개발하고자 했습니다.
이러한 높은 목표를 달성하기 위해 AAEON은 신뢰할 수 있는 하드웨어와 그러한 애플리케이션에 필요한 첨단 컴퓨팅 및 AI 추론 기능을 모두 지원하는 도구를 결합한 콤팩트한 제품을 제시하는 것이 중요했습니다. 이러한 요구 사항에 가장 적합한 솔루션은 PICO-RAP4로, 100mm x 72mm의 콤팩트한 PICO-ITX 폼 팩터에 13세대 Intel® Core™ 프로세서를 탑재하고 있습니다.
첨단 자율 주행 서비스 로봇을 개발하려면 강력하면서도 에너지 효율적인 플랫폼이 필요합니다. 로봇은 복잡한 알고리즘을 기반으로 실시간으로 작업을 실행해야 하므로 상당한 처리 능력이 요구됩니다. 또한, 이 솔루션에는 실제 작동 시 로봇의 행동을 안내할 고객의 AI 추론 모델을 변환하고 실행할 방법이 필요했습니다.
두 번째로 더 실질적인 고려 사항은 고객의 추론 모델이 분석할 데이터를 로봇이 어떻게 획득할 것인가 하는 점이었습니다. 데이터의 품질이 로봇의 의사 결정 과정에 직접적인 영향을 미쳐 객체 인식 결과의 정확도와 의사 결정 속도를 좌우하기 때문에 이는 매우 중요했습니다. 선택된 솔루션에는 카메라와 센서를 설치하기 위한 고속 인터페이스가 갖춰져 있어야 했습니다.
마지막으로, 이 솔루션은 로봇의 제어 센터 역할을 할 수 있어야 했습니다. 따라서 로봇의 하드웨어에 명령을 전달하고 해당 명령이 신속하고 정확하게 실행되도록 보장하는 프로토콜을 갖춰야 했습니다.
로봇의 배포 시나리오는 비교적 광범위하며, 다양한 수직 시장이 잠재적인 수혜자가 될 수 있습니다. 제조업의 제품 조립, 농업 분야의 작물 관리, 호스피탈리티 분야의 자동화된 케이터링과 같은 작업들을 해당 로봇에 아웃소싱할 수 있습니다. 따라서 PICO-RAP4의 다재다능한 품질은 로봇을 구동하기 위한 탁월한 선택이 되었습니다.
자율적으로 작동하는 데 필요한 AI 추론 모델을 실행하기 위해, 로봇은 PICO-RAP4의 내장형 Intel® Core™ i7-1370PE CPU를 활용했습니다. 이 CPU는 6개의 성능 코어, 8개의 효율 코어, 20개의 스레드를 제공하여 매우 높은 처리 능력과 까다로운 AI 작업을 처리할 수 있는 CPU 주파수를 지원합니다. 또한, 효율 코어를 통해 배경 작업 시 전력 효율성을 유지합니다. 로봇 AI 기능의 주요 소스는 아니지만, PICO-RAP4의 CPU는 Intel® Deep Learning Boost, Intel® Gaussian & Neural Accelerator, Intel® AVX2 등 AI 워크로드를 가속화하고 머신 러닝 성능을 향상시키는 데 중요한 여러 첨단 기술도 통합했습니다.
애플리케이션의 AI 워크로드 대부분을 관리하기 위해 PCIe 4.0 x4 인터페이스를 지원하는 PICO-RAP4의 M.2 2280 M-Key 슬롯에는 고사양 AI 가속 모듈이 장착되었습니다. PICO-RAP4의 고대역폭 PCIe 인터페이스 덕분에 AI 가속 모듈은 고객의 다양한 이미지 인식, 자연어 처리, 의사 결정 알고리즘을 지연 없이 처리할 수 있었습니다.
PICO-RAP4의 FPC 커넥터는 MIPI 카메라 통합을 가능하게 하며, USB 3.2 Gen 2 포트에 연결된 두 대의 고화질 카메라가 다중 시각 데이터 소스를 캡처하고 Intel® UHD Graphics가 이를 지원합니다. 또한, 보드의 두 개의 시리얼 포트는 GPS 모듈 및 환경 센서를 연결하기 위한 RS-232/422/485 신호 인터페이스를 제공합니다.
로봇의 제어 기능은 GPIO와 액추에이터 및 모터 간의 상호 작용에 의해 결정되었습니다. 위치 정확도와 내비게이션을 보장하기 위해 가속도계, 자이로스코프, 온도 센서가 I2C를 통해 지원되었습니다. 또한, 보드의 모든 시리얼 통신은 온보드 TPM 2.0에서 제공하는 데이터 암호화의 혜택을 받았습니다.
또한, PICO-RAP4는 Intel® Ethernet Controller I226-V 및 Intel® Ethernet Connection I219-LM 기술을 각각 2.5GbE 및 1GbE 속도로 지원하는 듀얼 LAN 포트를 통해 로봇이 다른 기기들과 빠르고 안정적인 연결을 유지할 수 있도록 했습니다. 이러한 주변 장치 어레이는 추론 알고리즘에서 전송된 지침에 따라 로봇 주변 환경에 맞는 자율 주행을 촉진했습니다. 이러한 통신 방식은 온보드 TPM 2.0 덕분에 데이터 보안성도 향상되었습니다.
자율 주행 로봇 분야에서 종종 간과되는 부분은 주변 소리에 반응하는 능력입니다. PICO-RAP4는 풀 기능 오디오 헤더(라인 입력, 라인 출력, 마이크 포함)를 통해 로봇의 상황 인지 능력을 향상시켰으며, 이를 통해 음성 명령을 이해하고 문제 발생 시 경고를 제공할 수 있게 되었습니다.
PICO-RAP4 덕분에 AAEON의 고객사는 리테일부터 농업까지 다양한 산업 분야의 여러 환경에 배포 가능한 완전 자동화 서비스 로봇을 개발할 수 있었습니다. 탁월한 CPU 성능 덕분에 보드의 다재다능하고 수많은 주변 장치로부터 얻은 데이터를 최소한의 지연으로 처리할 수 있었습니다. 이러한 컴퓨팅 견고성은 AI 가속 모듈의 효율성을 극대화하는 데 필요한 전력을 공급하는 데 도움을 주었으며, AI 알고리즘 처리 성능을 향상시키는 루프를 구축했습니다.
MIPI 및 USB 카메라를 모두 지원하는 보드의 특성 덕분에 AI 알고리즘에 입력되는 정보의 품질이 더욱 신뢰할 수 있게 되어 로봇이 작업을 더 정확하게 수행할 수 있었습니다. 또한, 라인 입력/라인 출력/마이크 기능이 포함된 완전한 오디오 지원은 로봇의 기능을 더욱 다양화하여 음성 명령을 처리할 수 있게 했으며, 뛰어난 컴퓨팅 파워를 활용하여 머신 러닝을 통해 사용자 경험을 개선할 수 있었습니다.
마지막으로, PICO-RAP4는 놀랍도록 가볍고 작은 크기에도 불구하고 신호 품질에 영향을 주지 않으면서 다양한 유형의 센서를 수용할 수 있는 수많은 인터페이스를 제공한다는 점에 주목해야 합니다. PICO-RAP4는 고객에게 강력하면서도 효율적인 솔루션임을 입증했으며, 첨단 자율 주행 로봇의 한계를 확장하는 데 중요한 역할을 했습니다. 이 사례는 로봇 공학 분야가 진화함에 따라 AAEON이 그 최전선에 설 것임을 보여줍니다.