Robotlarda bir devrimin eşiğindeyiz. Boston Consulting Group'a göre, yıllar süren nispeten ılımlı bir büyümenin ardından, ticari ve endüstriyel robot satışlarının önümüzdeki on yılda yılda %25 ila %35 oranında artması planlanıyor ve bu rakama ulaşılması bekleniyor. 260 dolar 2030 milyar Üreticilerin, perakendecilerin ve diğerlerinin tedarik zincirlerini düzene sokma, güvenliği artırma ve üretkenliği artırma taleplerini karşılamak.

Bir o kadar da önemlisi, yapay zeka ve teknolojideki diğer ilerlemeler, daha çeşitli, daha karmaşık görevleri üstlenebilecek daha değerli, çok yönlü robotların önünü açacak. Geleneksel olarak sabit işlevli/sabit görevli robotlar, üretimdeki sapmaları veya kalitedeki değişiklikleri tespit etmelerine olanak tanıyan bilgisayarlı görüntü ve diğer teknolojilerle desteklenecektir. İşbirlikçi robotlar veya cobot'lar, günümüzün sabit işlevli robotları gibi bir güvenlik çiti arkasında izole olmak yerine insanlarla birlikte çalışacak, insanlar için hassas malzemeleri işleyecek veya bakım teknisyenleri için üçüncü bir kol olarak hizmet verecek.

Depoların ve üretim tesislerinin 'ışıkları söndürmeye' yardımcı olacak otonom mobil robotlar da yükselişte. Enerjiyi azaltın ve güvenliği artırın.

Ancak bu potansiyele ulaşmak, bilgi işlem platformlarında da temel değişiklikler gerektirecektir. Daha karmaşık görevlerin gerçekleştirilmesi ve aynı zamanda daha yüksek düzeyde yedeklilik ve güvenliğin karşılanması için daha güçlü ve duyarlı işlemcilere ihtiyaç duyulacaktır. Kullanım durumları genişledikçe ekonomi de giderek artan bir husus olacaktır: artıklık ihtiyacı göz önüne alındığında, mevcut mimarilerin uygulanması pahalı ve enerjiye aç olma eğilimindedir.

Robotların genellikle onlarca yıl sürebilen bir hizmet ömrüne sahip olması nedeniyle, robotik mikroişlemcilerin de yeni görevleri ve yazılım uygulamalarını yerine getirebilmeleri için daha kolay yeniden programlanabilir hale gelmeleri gerekecek.

Güvenlik için bir plan

Güvenlik tehlikelerinin ortaya çıkmasını önlemek için endüstriyel robotların, hataların tespiti ve derhal ele alınması açısından güvenlik açısından sağlamlık sunması gerekir. Bu tür yeteneklerin kanıtı genellikle ISO 13849 PLD Kategori 3 mimari uyumluluğu aracılığıyla gösterilir; bu uyumluluk, mevcut endüstri uygulamasında güvenlikle ilgili tüm işlevler için yedek kanallar aracılığıyla elde edilir.

Yedeklilik ihtiyacı göz önüne alındığında, PLD Kategori 3'ü karşılayan mevcut mimariler, güvenlik işlevlerini çoğaltmak için farklı panoları veya bileşenleri bir arada kullanır. Ancak bu stratejinin uygulanması pahalı ve güç gereksinimi yüksek olma eğilimindedir. Bu, özellikle daha küçük ve gücü kısıtlı endüstriyel robotların konuşlandırılmasında zorluk teşkil etmektedir.

Bu amaçla Arm, bir Beyaz kağıt Arm tabanlı bir robot kontrol cihazı SoC'si için güvenlik konseptlerinin açıklanması.

Mevcut mimarilerle karşılaştırıldığında konseptler, küçük form faktörlerine ve düşük güç tüketimine ihtiyaç duyan dağıtımlar için umut verici bir çözüm sunarken, aynı zamanda PLD Kategori 3 uyumluluğuna ulaşmak için güvenlik sağlamlığı gereksinimlerini de karşılıyor.

Uluslararası bir test, denetim ve sertifikasyon şirketi olan TÜV SÜD Rail GmbH, iki farklı senaryoda konuşlandırılan Arm işlemcilerini inceledi ve her ikisinin de PLD Kategori 3 güvenlik gereksinimlerini karşılayabileceğini buldu.

İlkinde, robotlar ve/veya insanlarla birlikte çalışan bir robot için Arm Cortex-A53, Arm Cortex-A76 veya Cortex-R82 gibi Arm işlemcilerini temel alan bir SoC mimarisini inceliyoruz. Artıklık, iki işlemci çekirdeği kullanılarak elde edilir. Mimari, mevcut robot tasarımlarına benzer: Arm tabanlı işlemcilere geçiş yapan üreticiler, orijinal yazılım yığınlarının çoğunu koruyabilecektir.

İkincisinde, çift kanal yedekliliği, çift çekirdekli lockstep özelliğine sahip tek bir Cortex A çekirdeği üzerinde çalışan iki ayrı sanal makine aracılığıyla elde ediliyor. A çekirdeği, robot iletişiminin çalıştırılması ve yönetilmesiyle ilgili işlevlerin yerine getirilmesinden sorumludur. Daha az güçlü bir M-Sınıfı çekirdek, ana işlemciyi bilgilendirerek ve tehlikeli bir olay tespit edildiğinde güvenli durumlara geçişini yöneterek ana işlemcinin denetleyicisi olarak görev yapar. İkinci konsept, eski uygulamalardan yazılım yığınının taşınabilirliğinin sorun olmadığı yeni dağıtımlar için idealdir. Ayrıca sanallaştırmayı temel alan ikinci konsept, bulutta yerel dağıtım gibi trendlerle uyumludur.

En son teknolojiye sahip uygulamalara göre genel faydalar olarak her iki konsept de, küçük bir form faktörünü korurken, güç açısından daha verimli robotların konuşlandırılmasına olanak tanıyor.

Otomatik örnek

Robotik ne kadar hızlı ve ne kadar gelişecek? Olası bir benzetme otomotiv alanındaydı. Otomotiv dijital platformları yakın zamana kadar büyük ölçüde bağımsız mikro denetleyicilerden oluşan ağlara dayanıyordu. Geçmişte araç üreticileri Araçlarının içerebileceği mikroişlemci sayısıyla övünmek.

Ancak son birkaç yılda, birden fazla işlevi yönetebilen daha büyük, daha yetenekli işlemciler olan bölgesel işlemcilere yöneldiler. Bu bölgesel SoC'ler ayrıca daha iyi performans ve enerji verimliliği için genellikle CPU'ları, GPU'ları, özel görüntü işlemcilerini ve gerçek zamanlı işlemcileri birleştirir. Bu arada, donanımla güçlendirilmiş bölmeler, kritik işlevlerin yanı sıra eğlence ve navigasyon gibi işlevlerin aynı kalıpta birleştirilmesine olanak tanır.

Standart girişimleri de aynı şekilde otomotiv endüstrisi ile daha geniş yazılım endüstrisi arasında daha sıkı bir işbirliği yaratılmasına yardımcı oldu. Araç başına düşen işlemci sayısı azalmış olsa da, tek bir arabadaki kod satırlarının (bir arabanın dijital platformunun genel işlevselliği ve kapasitesiyle birlikte) patlaması bekleniyor.

Robotlar araçlarla aynı özelliklerin çoğunu paylaşıyor. İşleme gerçek zamanlı olarak gerçekleştirilmelidir ve dikkate alınması gereken değişkenlerin ve girdilerin sayısı katlanarak artmaktadır. Üreticilerin gelecekteki uygulamalar ve hizmetler için bir yol oluşturması ve aynı zamanda güvenliğin asla tehlikeye atılmamasını sağlaması gerekiyor. Aynı derecede önemli olan, donanım ve yazılım sağlayıcılarının genellikle sıkı termal, hacimsel ve ekonomik sınırlar içinde çalışması gerektiğidir. Yükseltilebilirlik de son derece önemlidir: ürünlerin en son teknolojiye sahip işlevselliğe sahip olması ve 20 yıl veya daha uzun süre çalışabilmesi gerekir.

Robotik şirketleri ve müşterileri, tarihlerinde bir dönüm noktasındadır. Arm, statik, sabit fonksiyonlu robotların dünyasından fabrikaların ekonominin değişen ihtiyaçlarını karşılamak için daha esnek ve çok yönlü olabileceği bir dünyaya geçiş yapmalarına yardımcı olacak bir bilgi işlem platformu geliştirmeye kendini adamıştır. Bu Beyaz kağıt attığımız birçok adımdan biri. Ve eğer kendinizi robotiğe ilgi duyuyorsanız, lütfen bana bir not gönderin.