Veiligere, slimmere, en efficiëntere autonome robots bouwen

Het volgende artikel was oorspronkelijk gepubliceerd op ElectronicProducts.com

Autonome robots zijn intelligente machines die hun omgeving kunnen begrijpen en door navigeren zonder menselijke controle of interventie. Hoewel autonome robottechnologie nog relatief jong is, zijn er veel verschillende use cases van autonome robots in fabrieken, magazijnen, steden, en huizen. Bijvoorbeeld, autonome robots kunnen gebruikt worden om goederen rond magazijnen te transporteren, of last-mile delivery uit te voeren, terwijl andere soorten autonome robots huizen kunnen stofzuigen of gazons maaien.

Autonomie vereist dat robots zich kunnen voelen en oriënteren binnen een gemapte omgeving, dynamisch de obstakels om hen heen detecteren, die obstakels tracken, hun route plannen om een gespecificeerde bestemming te bereiken, en het voertuig controleren om dat plan te volgen. Bovendien moet de robot deze taken alleen uitvoeren wanneer het veilig is om dat te doen, situaties vermijdend die risico's poseren voor mensen, eigendom, of het autonome systeem zelf.

Met robots die in grotere nabijheid tot mensen werken dan ooit, moeten ze niet alleen autonom, mobiel, en energie-efficiënt zijn, maar ook voldoen aan functionele veiligheidseisen. Sensoren, processors, en besturingsapparaten kunnen ontwerpers helpen de strenge eisen van functionele veiligheidsstandaarden te halen, zoals International Electrotechnical Commission (IEC) 61508.

Overwegingen voor sensing in autonome robots

Een robot zonder sensoren zal onvermijdelijk botsen tegen obstakels, inclusief muren, andere robots, of mensen, en potentiël ernstige letsel veroorzaken. Er zijn verschillende soorten sensoren die de uitdagingen van autonome robots kunnen helpen oplossen.

Visiesensoren nabootsen menselijke visie en perceptie nauwkeurig. Visiesystemen kunnen de uitdagingen van lokalisatie, obstakeldetectie, en botsingsvermijding oplossen omdat ze hoge-resolutie ruimtelijke dekking hebben en de capaciteit om niet alleen objecten te detecteren maar ook te classificeren. Visiesensoren zijn ook meer kostenefficiënt vergeleken met sensoren zoals LiDAR. Echter, visiesensoren zijn zeer rekenintensief.

Energiehongerige central processing units (CPUs) en graphics processing units (GPUs) kunnen een uitdaging vormen in power-constrained autonome robot-systemen. Bij het ontwerpen van een energie-efficiënt robotisch systeem, zou CPU- of GPU-gebaseerde verwerking minimaal moeten zijn.

De system-on-chip (SoC) in een efficiënt visiesysteem zou de visie-signaalchain op hoge snelheden en laag vermogen moeten verwerken, met geoptimaliseerde systeemkosten. De SoC moet ook rekenintensieve taken zoals raw image processing, dewarping, stereo diepte-estimatie, schaling, image pyramid generatie, en deep learning offloaden voor maximale systeemefficiëntie. SoCs gebruikt voor visieverwerking moeten slim, veilig, en energie-efficiënt zijn, wat hoge niveaus van on-chip integratie in een heterogene SoC-architectuur kan bereiken.

Lees het volledige artikel op ElectronicProducts.com: Designing safer, intelligent, and efficient autonomous robots