以效能與效率為基礎打造行動服務機器人
在經典電視影集《傑森一家》中,片名角色僱用了名為「蘿西」的管家機器人,這個機器人也會即興扮演家庭居家安全系統和同伴的角色。雖然《傑森一家》的場景設定在距今四十多年的未來,但蘿西這類前瞻性技術早已實現。
最佳範例就是 RoomieBot 這款運用邊緣人工智慧、機器視覺和自然語言處理(NLP)的行動服務機器人,它可以在醫療保健、零售和飯店餐飲的環境中自主導航以及與人類互動。想像這類機器人人工智慧在未來幾年以居家助理的角色,輕輕鬆鬆打理雜物的畫面,一點也不牽強。
行動服務機器人無所不在的未來,需要模組化硬體建置區塊,結合效能、效率和進階軟體支援。
新式行動服務機器人剖析
決定提供這些功能的最佳方式,就是先瞭解目前最先進的技術,釐清其優勢與侷限性。
RoomieBot 的設計採用 Intel® 實感™攝影機、Intel® Movidius™ 視覺處理器,以及 Intel® NUC 平台。這個硬體套件為初期階段行動服務機器人奠定了優異的基礎,提供以下用途需要的視覺與運算功能:
- 可自主導航的同步定位與地圖構建(SLAM)
- 可辨識人和物體的視覺偵測演算法
- 語音使用者介面的 NLP
- 控制嵌入式馬達與致動器的功能
然而,各組織期望為大眾市場部署擴充生產這類系統之際,有機會透過升級堆疊,改善效能功耗比,簡化整合。
最值得注意的是,若採用前身為「Alder Lake」的第 12 代 Intel® Core™ 處理器,即可達到這些目標。
高效能處理器無須花費大量(功率)費用
這些最新的 Intel Core 處理器,效能大幅超越第 8 代 Intel NUC。
新款處理器多搭載了八個核心(總共 12 個),效能因此得以提升。然而,這些可不只是普通的核心。第 12 代 Intel Core 處理器率先採用混合式核心架構,其中包含傳統的效能 CPU 和 Efficient core 這個新類別。Efficient core 已針對系統管理與控制工作這類運算較不密集的工作負載最佳化。
效能提高時所損失的功率儘可能減少到了最低的程度,因為 Intel® Core™ i7-12700TE 處理器的基礎 TDP 僅 35W,相較於先前探討過的第 8 代筆記型處理器則是 28W TDP。對於行動服務機器人來說,這一點有助於執行複雜精密的邊緣人工智慧堆疊,而且不會立即耗盡內建電池。
更聰明的隨裝即用整合方式
對於大量生產和部署來說,將第 12 代 Intel Core 處理器順暢整合至各種不同行動服務機器人架構的能力,則是另一個關鍵考量。
舉例來說,嵌入式和自動化解決方案領航者研華科技推出的 MIO-4370,支援 35W 第 12 代 Intel Core 桌上型處理器,搭載高達 16 個混合式核心和 24 個執行緒。這款小外型規格單板電腦設計為 4” EPIC 尺寸 165 x 115mm (4.53” x 6.5”),為 OEM 和系統整合商提供了堅固的邊緣智慧模組,配備新式行動服務機器人需要的所有 I/O,例如:
- 協助整合視覺輸入、感知感應器套件、控制訊號發射、程式設計和除錯的各種高頻寬 I/O 和序列連接埠
- 以高達 5K 解析度支援 3 部同步互動式顯示器
- 包含兩個 2.5 GbE 介面且支援時間敏感網路(TSN)與 Intel vPro® 的連網和擴充方式
- 3 個 M.2 擴充插槽,包括 2 個 M.2 2280 PCIe 4.0 與 1 個 PCIe 5.0,支援使用高速 NVMe 儲存空間,以及影片轉碼、擷取或 xPU 加速卡
- 其他元件,例如智慧型風扇、適用於安全措施的獨立 TPM 2.0,以及適用於語音通訊的音訊子系統
由於行動服務機器人這類物聯網邊緣使用案例,包含許多截然不同的應用程式和功能,因此研華科技單板電腦已預先通過認證,可搭配 Canonical 發行版 Ubuntu Linux,實現容器化應用程式開發。每個容器都有自己的系統影像,因此行動服務機器人的編碼可不必依賴或擔心其他系統需求。這樣一來可縮短開發時間並化繁為簡,但也有可能加速法規遵循工作,因為整套系統一經核准,每個容器的變更通常都可單獨通過認證。
研華科技 iManager 3.0 這類工具提供的 API 可在作業系統下控制 I/O,更進一步簡化了整合。研華科技的 Edge AI Suite 與 WISE-DeviceOn 甚至更進一步,提供建置於 Intel® OpenVINO™ 工具組的 SDK,使用便利,可讓工程師將深度學習模型最佳化,並且部署至第 12 代 Intel Core 處理器這類目標。
行動服務機器人:出廠即可走進家庭上工
從各方面來說,MIO-4370 這類平台不僅僅是智慧型機器人控制器。它們是先進行動服務機器人的基石,效能更高、功率更低、開發速度更快,而且比以往更符合成本效益。
簡而言之,這些整合式解決方案是為大量生產擴充先進行動服務機器人的先驅。這樣一來,擁有專屬蘿西的未來就不僅是少數人的特權。
拜高度整合式開發環境之賜,那個未來比您想像得還近。