隨著網(wǎng)絡技術和網(wǎng)格計算的發(fā)展,以嵌入式移動設備為核心的“泛在計算”將成為現(xiàn)實。從用于生產(chǎn)加工的傳統(tǒng)工業(yè)機器人,到豐富人們生活的現(xiàn)代娛樂機器人,都離不開嵌入式。但我們常說的嵌入式系統(tǒng),基本上是以單片機為核心的軟硬件系統(tǒng)。
嵌入式的優(yōu)勢
硬件:功耗低、剪裁性好、實時性高(中斷豐富)、體積小、接口和外設資源豐富,有的還可以進行并行計算等。
軟件:運算速度快,基本都是FPU做浮點運算,實時操作系統(tǒng)(VxWorks μCOS、freeRTOS、μClinux..目前國內也有一些開源的實時操作系統(tǒng),比如RT線程),GUI等。
嵌入式系統(tǒng)框圖
嵌入式人工智能
幾乎所有的機器人和智能設備都會使用嵌入式設備,如MCU、ARM、FPGA、DSP、ASIC等。目前,嵌入式之火似乎正在互聯(lián)網(wǎng)和人工智能行業(yè)蔓延。這種趨勢和現(xiàn)狀與兩個領域的良好適應性有關,當然也與arm架構和各種EDA工具的推廣有關。即使在目前,嵌入式人工智能已經(jīng)發(fā)展成為工業(yè)界的一個新概念,在人工智能領域開辟了一個重要的分支。
AI技術和算法最終實現(xiàn)在本地嵌入式設備上,實現(xiàn)本地實時環(huán)境識別感知、人機交互、決策控制等。嵌入式人工智能是遠離云端和計算邊緣化的突破口。隨著移動設備對人工智能的要求越來越高,許多計算將從數(shù)據(jù)中心遷移到移動設備,以實現(xiàn)嵌入式邊緣計算。
物流機器人
AI加嵌入式設備被應用于各個行業(yè)和領域。最流行的圖像識別和語音交互技術應用于各種移動終端。流行的概念和嘗試包括自動駕駛(畢竟沒有成熟的市場)、虛擬現(xiàn)實等,常見的有無人機、多軸機械手、深度視覺識別設備和AGV在物流倉儲和自動化生產(chǎn)行業(yè)的應用。
由倉儲物流機器人組成的智能倉儲,讓倉儲中繁重的工作變得簡單快捷,節(jié)省人力資源,提高工作效率。
本文簡單介紹幾種常見的物流機器人:
1、固定式多軸工業(yè)機械手,結合深度視覺相機檢測物料,進行滾筒流水線的混合拆垛作業(yè)。
2、智能搬運機器人進行物料的自動化搬運,主要有背包式、頂升式和滾筒式。
3、叉車AGV不同于傳統(tǒng)的手動叉車。叉車AGV可以進行自動駕駛、自動堆垛等任務。可準確定位分叉貨物,實現(xiàn)機對機、機對地、地對地、碼垛托盤等模式。
4、智能揀倉機器人,一種高度靈活的貨到人機器人,適用于不同高度的貨位,自動完成提升、抓箱、搬運,實現(xiàn)倉儲自動化。
案例分析
物流機器人的硬件一般由幾個模塊組成:電源模塊、電機驅動模塊、傳感器模塊(紅外傳感器、超聲波傳感器、振動傳感器、攝像頭、深度相機、激光雷達等傳感器)、處理器、顯示器、揚聲器模塊、這些模塊共同構成了一個嵌入式硬件系統(tǒng),為機器人實現(xiàn)各種功能提供了基礎。
一般物流機器人的嵌入式處理器主要工作:一個用于運行機器人系統(tǒng),一個用于采集傳感器數(shù)據(jù),或者兩者合二為一,一個嵌入式芯片用于處理機器人系統(tǒng)和傳感器數(shù)據(jù)。
目前嵌入式芯片運行機器人系統(tǒng)的性能可能比x86架構芯片稍差,但一般的任務就足夠了,甚至專用的嵌入式AI芯片也可以加速系統(tǒng)的數(shù)據(jù)處理。比較流行的機器人操作系統(tǒng)ROS(一個非常好的機器人學習平臺)負責整個機器人任務的運行,傳感器數(shù)據(jù)讀取、slam、導航、物體識別、語音識別、機械臂運動規(guī)劃和互聯(lián)網(wǎng)連接等。 (如果您對該領域有經(jīng)驗或興趣,歡迎投遞簡歷至bluecore hr。)
前景
近年來,人工智能產(chǎn)業(yè)爆發(fā)式發(fā)展,各種互聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)紛紛進入人工智能物理設備領域。阿里和騰訊的工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)應用,百度的阿波羅,車企的無人駕駛產(chǎn)業(yè)化進程,都指向人工智能。
2020年,更多企業(yè)將從互聯(lián)網(wǎng)或其他領域轉向人工智能實體經(jīng)濟,推進平臺建設,打造產(chǎn)業(yè)生態(tài),加速人工智能產(chǎn)業(yè)發(fā)展。
未來嵌入式將在單核性能和多核多線程的方向上得到更多的發(fā)展,專用AI處理器的發(fā)展將越來越成熟,處理計算能力將大大提升,占據(jù)一在人機交互和人工智能領域占有更重要的地位,加快人工智能技術的發(fā)展,推動人工智能技術和應用的歷史進程。