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可在众多工业应用中实现深刻变革,AI 缘何拥有这个能力?

木马童年 2020-4-28 03:45 146 0

尽管 AI 技术并不是什么新鲜事物,但数据的爆炸式增长促使 AI 以惊人的速度发展,例如在百度和谷歌等数十亿次的搜索提供了相当大的实时数据集,支持了 AI 的蓬勃发展。 如今每个人都意识到人工智能(AI)拥有在众多工 ...

尽管 AI 技术并不是什么新鲜事物,但数据的爆炸式增长促使 AI 以惊人的速度发展,例如在百度和谷歌等数十亿次的搜索提供了相当大的实时数据集,支持了 AI 的蓬勃发展。

如今每个人都意识到人工智能(AI)拥有在众多工业应用中实现深刻变革的潜力,为何 AI 拥有这个能力?

尽管 AI 技术并不是什么新鲜事物,但数据的爆炸式增长促使 AI 以惊人的速度发展,例如在百度和谷歌等数十亿次的搜索提供了相当大的实时数据集,支持了 AI 的蓬勃发展。

AI 所基于的基础过程是受到 AI 和机器学习(ML)影响的工业应用,包括预测性维护、工业通信、机器人技术和电机控制。

传感器推动 AI 创新

在儒卓力(Rutronik Elektronische Bauelemente GmbH),我们清楚地了解到人们每年生成的数据量都在翻倍,并且据预测,在未来十年内将有 1500 亿个联网传感器——这是地球人口数量的 20 倍以上。通过这些传感器阵列扫过的数据集,可以加快学习曲线,并允许实现数据分析自动化,即机器学习。处理的信息越多,机器学习就变得越准确。毫无疑问,传感器现已成为儒卓力广泛产品组合中的重要元件。

传感器与灵活且量身定制的算法结合使用,可以创建基于软件的智能传感器体系结构,该体系结构支持各种智能实施。而且,传感器融合,即结合使用多功能单元中的传感器,如今在结合不同类型的传感器数据和信息源方面发挥着重要的作用。

儒卓力产品组合中的传感器

我们提供的传感器组件来自领先供应商的全面产品组合,包括 MEMS 传感器、压力传感器以及磁传感器和光传感器。它们还包括复杂的多功能或“融合”传感器,其中加速度计、陀螺仪和磁力计可能集成在芯片上,例如在飞机导航惯性测量单元(IMU)中。

例如,机器人技术领域的设计人员可能会对意法半导体(ST)的 BlueCoin 机器人耳朵(STEVAL-BCNKT01V1)感兴趣。这款用于物联网应用的增强声学和运动传感的集成开发和原型构建平台是根据人耳的聆听和平衡功能建立的。

借助入门套件的扩展功能,BlueCoin 可让用户通过使用一个四位数码 MEMS 麦克风阵列,高性能 9 轴惯性和环境传感器单元以及飞行时间(ToF)测距传感器,来探索开发针对机器人技术和自动化应用的高级传感器融合和信号处理功能。

高性能 STM32F446 180 MHz MCU 通过现成的免版税构件,可以实时实现非常先进的传感器融合算法,例如自适应波束形成和声源定位。

BlueCoin 可以通过板载 BLE 链路连接到任何 IoT 和智能工业无线传感器网络。

ST 的 VL53L0X 既适用于机器人技术,也适用于 IoT、UAV(无人机)和工业控制中的应用,是现今市场上最小的飞行时间(ToF)传感器。它通过提供快速、准确和强大的解决方案来实现更长距离的测量,为集成 AI 技术的新应用打开了大门,同时也壮大了 ST FlightSense产品系列。

VL53L0X 包含一个 SPAD(单光子雪崩二极管)检测器阵列和一个基于一级眼安全 VCSEL(垂直腔表面发射激光器)的集成 940 nm 光源。当与在嵌入式微控制器上运行的算法配合使用时,即使在具有挑战性的操作条件下,也可以直接将到目标物体的距离精确定位到以毫米为单位。并且,其测量结果也不受目标物的反射率影响。

VL53L0X 采用超低功耗系统架构设计,非常适合无线和 IoT/IIoT 用例。

MEMS 的惊人进步

最近电子设计工程领域中可用的不同类型传感器的数量快速增长,这在很大程度上归功于微机电系统(MEMS)技术的进步。MEMS 传感器融合的一个突出示例(对于现在包含 AI 的应用)是 ST 用于智能工业的 MEMS 传感器,智能工业通常也被称为工业 4.0,即第四次工业革命

ST 拥有广泛的产品范围,包括 3 轴小型加速度计、6 轴惯性模块、磁力计 / eCompass 和压力传感器。可扩展模块带有驱动器和 ST 的 Open,最多 6 轴(3 轴加速度计+ 3 轴陀螺仪或 3 轴磁性,3 轴磁性,1 个压力或温度)。MEMS 目录提供免费且易于使用的软件库以及 STM32 开放式开发环境。

该 MEMS 融合系列的众多应用包括预测性维护和早期故障检测;工业 IoT 和互联设备;机器人技术,自动化和 UAV(无人机);惯性导航系统,以及运动跟踪。

汽车和工业安全

汽车和工业安全高度依赖于对运行速度和位置的确定。英飞凌(Infineon)的 TLE4921-5U 是非常稳健且具有成本效益的解决方案,可用于各种汽车和工业应用中的速度测量。

这款差分霍尔传感器不仅性能出色,还可以进行简单的低成本磁路设计,因此非常适合所有入门级速度传感应用。

同样,英飞凌的 TLE4941plusC 也是一款差分霍尔传感器,能以磁学方式测量汽车的车轮速度。它是英飞凌极为成功的 TLE4941 系列的最新成员,也是其替代产品。

与先前的产品一样,TLE4941plusC 是单芯片解决方案,在单个芯片上结合了霍尔传感器元件以及模拟和数字信号处理功能。由于采用差分原理,它可以不受任何不希望出现的磁场和干扰的影响。霍尔元件之间的距离已减小到 2 mm,使其适合于较小的编码器。

TLE4941plusC 的应用包括汽车应用中的车轮速度传感和防抱死制动系统(ABS);电子稳定程序(ESP);自动变速箱,以及工业速度传感。

儒卓力的 AI 解决方案

实际上,作为一家拥有多年经验的全球电子元器件分销商,我们提供应对 AI 挑战所需的所有技术。

例如,我们提供来自英特尔的 Movidius 神经计算棒 2 代(NCS 2)。对于开发人员而言,借助 NCS 2 的增强功能,现在比以往任何时候都更容易将计算机视觉和人工智能带入 IoT 和边缘设备原型,无论用户是在开发智能相机,还是具有手势识别功能的无人机、工业机器人,或是下一个“必备”智能家居设备,英特尔NCS2 均可实现更智能的原型设计。

这个看起来像标准 USB 3.0 拇指驱动器的东西在其内部隐藏了不少细节,它基于 IntelMovidiusMyriadX VPU 构建,具有神经计算引擎,即一种用于深度神经网络推理的专用硬件加速器。英特尔 NCS 2 具有比初始版本更多的计算核心,并且可以访问 OpenVINO工具包的 Intel发行版,性能比上一代提高了八倍。凭借仅仅 1W 的惊人低功耗,它是移动或其他低功耗应用的最佳设备。

自动化创新

此外,儒卓力汇聚了一组边缘计算方面的专家,以支持客户开展其设计和项目。我们的垂直计划被称为“自动化创新(Innovation in Automation)”,整合了面向硬件和软件开发经过认证的特许合作伙伴网络。

基于儒卓力硬件产品组合(包括控件、驱动器和传感器),我们的自动化创新软件合作伙伴开发了针对特定客户的算法和软件,以解决传感器融合和自动化数据分析中出现的复杂数学问题。

最终,儒卓力基于对传感器数据的监视和实时异常检测,帮助实现用户所需的自动化数据分析。我们与合作伙伴携手合作,通过提供硬件和软件工具以及 FAE 团队,为客户的下一个项目提供支持。

数据集 人工智能 机器学习 机器人 数据分析 智能传感器
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