Zprávy

Když Mary Shellyová v roce 1818 psala Frankensteina, lidstvo si dnes jen málo dokázalo představit o čtvrté průmyslové revoluci. Průmyslová revoluce v 19. století zásadně změnila ekonomické aktivity, genderové a mocenské vztahy a společenské třídy. Nejenže jsme mohli vyrábět produkty rychleji a bezpečněji, ale také s menším úsilím. Zavedení strojů, chemických reakcí a nových zdrojů energie v továrnách nám v mnoha ohledech usnadnilo život, téměř stejně jako dnešní digitální technologie a internet.

Když v 90. letech internet zažíval boom, byli jsme přesvědčeni, že všechny sci-fi filmy se do roku 2000 stanou realitou. Přestože máme videohovory, úklidové roboty a elektronické obchodování, stále implementujeme a vyvíjíme technologie Průmyslu 4.0. Internet věcí je jedním z těch nedávných trendů, které se mnoho společností snaží zahrnout do svých strategií digitální transformace, aby mohly komplexně monitorovat a spravovat svá zařízení, továrny, datová centra, obchody atd.

Co se stane, když se IoT setká s robotikou?

Internet věcí lze běžně definovat jako kombinaci hardwaru, senzorů/akčních členů, infrastruktury (middleware, cloud, obchodní procesy, big data), sítí/internetu a softwaru. V posledních 10 letech velcí obchodní hráči po celém světě využívají technologie IoT k získání celopodnikového přehledu o svých operacích pro preventivní a proaktivní monitorování a výrobu. IDC například odhaduje, že do roku 2025 bude na celém světě 55,7 miliardy připojených zařízení.

Jak bylo vysvětleno v nedávném blogu, od starověkého Řecka se snažíme outsourcovat nebezpečné, opakující se úkoly strojům a od 20. století se nám daří vyrábět roboty. Ve stejném blogu jsme vysvětlili boj o zdroje v rámci robotů a to, jak si musí konstruktéři a vývojáři pečlivě vybírat výpočetní kapacity (Zde si můžete o jeho tématu přečíst více).

V současné době mnoho robotických projektů zahrnuje umělou inteligenci, hluboké učení a rozpoznávání vzorů. To znamená, že shromažďují, spravují a jednají na základě velkého množství dat. Vzhledem k tomu, že velká část zpracování nemůže probíhat uvnitř hlavní robotické infrastruktury kvůli omezeným zdrojům uvnitř, mnoho nových robotických projektů využívá architekturu vzdáleného mozku. Jinými slovy, hlavní robotický mozek je hostován na serveru v datovém centru nebo racku, zatímco tělo robota má menší procesor, který slouží pouze pro shromažďování dat a provádění akcí.

Tyto robotické aplikace náročné na data čelí jedinečným výzvám, pokud jde o hardware. Níže naleznete některé z nejběžnějších.

Kompatibilita

Internet robotických věcí vyžaduje, aby firmy pracovaly současně s alespoň 5 vrstvami: hardwarem, softwarem, sítí, infrastrukturou a senzory/akčními členy. Bohužel ne všechny tyto technologie byly vyvinuty tak, aby fungovaly společně, a mnoha dodavatelům chybí zařízení nezávislé na značce, které by dokázalo pracovat s několika komunikačními protokoly nebo programovacími jazyky.

Pokud již pracujete na automatizaci výroby, jste si vědomi noční můry s komunikačními protokoly. Pokus o připojení senzorů a akčních členů k PLC a později k serverům se může stát nákladným a náročným podnikem. Naštěstí toto odvětví vyvíjí standardy nezávislé na značkách pro výrobce hardwaru, aby mohli vyrábět zařízení, která dokáží překládat a pracovat s několika komunikačními protokoly. Více si můžete přečíst na tomto blogu.

Navíc, pokud ve své robotické aplikaci využíváte 5G i internet, pravděpodobně budete muset zvážit kompatibilitu dalších modulů. Někteří výrobci hardwaru vám mohou pomoci s integrací modulů PCIe a LTE již v továrně, čímž se vyhnete problémům s instalací a provozem v budoucnu.

Specializovaný operační systém

Robotické aplikace vyžadují specializovaný operační systém. V současnosti se nejaktuálnějším a nejúspěšnějším operačním systémem je ROS. Tento operační systém je plně přizpůsobitelný, umožňuje vzdálené zpracování a paralelní programování a zahrnuje algoritmy, knihovny a správu API. Tyto funkce jsou základem robotů s dálkovým mozkem. Tento typ robotů obvykle pracuje s několika programovacími moduly a jazyky současně, což znamená, že pravděpodobně máte tým inženýrů, kteří spolupracují. Znamená to také, že při zpracování dat ukládáte knihovny na dálku.

Protože ROS nemůže poskytnout seznam schváleného hardwaru schopného zvládnout daný operační systém, měli byste si najít výrobce hardwaru, který dokáže posoudit vaše potřeby, nabídnout řešení na míru a otestovat, zda ROS běží hladce. Více o ROS si můžete přečíst v tomto blogu.

Robustní, výkonné servery bez ventilátoru

Vzdálené mozky v robotech s sebou nesou specifické požadavky. Zaprvé, procesory v robotických serverech musí zpracovávat velké množství dat. Vývojáři proto pravidelně používají nejnovější a nejpokročilejší procesory. Měli byste si však dávat pozor na nadměrné dimenzování komponent. Spolupracujte s výrobcem hardwaru OEM, který vám pomůže přesně posoudit výpočetní schopnosti.

Odolné servery obsahují co nejméně pohyblivých částí, aby se snížila střední doba mezi poruchami (MTBF). Proto byste pravděpodobně zvolili server bez ventilátoru, který se ukáže jako skvělá investice pro snížení nákladů na údržbu a opravy. Tato funkce by měla být doplněna pevným diskem SSD a bezpečnými kabelovými konektory.

Za druhé, pokud server nebude hostován v kontrolovaném prostředí datového centra, měli byste pravděpodobně posoudit, zda rack nabízí dostatečnou ochranu proti vlhkosti, vodě nebo prachu. Pokud využíváte racky pro edge computing, měli byste se informovat u výrobce hardwaru, zda je server, který si vyberete, připraven zvládnout náročné podmínky ve výrobní hale nebo venku.

Zabezpečení

Když připojujete zařízení k jakékoli síti, otevíráte dveře možným bezpečnostním hrozbám. Pokud internet robotických věcí implementujete pečlivě, výhody převáží nad bezpečnostními riziky. Abyste to zajistili, musíte věnovat zvláštní pozornost hardwaru a ochranným vrstvám sítě.

Roboti s vzdáleným mozkem jsou považováni za distribuovanou infrastrukturu. To znamená, že máte hardware nainstalovaný mimo zabezpečené prostředí datového centra, což ho činí zranitelným vůči neoprávněnému přístupu a manipulaci. O běžných hardwarových bezpečnostních hrozbách a o tom, jak se jim vyhnout, si můžete přečíst v tento blog. Stručně řečeno, je třeba hledat nevyužité bezpečnostní funkce v rámci hardwaru a konzultovat s výrobcem originálního vybavení (OEM) přidání bezpečnostního hardwaru v případě potřeby.

Pokud jde o ochranu síťové vrstvy, i když je váš server uzamčen v datovém centru, může mít internetové připojení zadní vrátka pro hackery, kteří se chtějí dostat k citlivým informacím a zničit vaši firmu. V tomto případě je třeba dodržovat osvědčené postupy v oboru a využít některá hardwarová ověřovací zařízení, která mohou být výkonnější než jen software.

Pokračujte ve čtení našich Série blogů o kybernetické bezpečnosti a dozvíte se více o tom, jak můžete chránit svou aplikaci, a to již od hardwarové úrovně.

Edge computing a cloud computing

Dnešní obchodní praktiky a procesy pravděpodobně donutily mnoho společností implementovat nějakou formu cloudu a edge computingu. Internet robotických věcí obvykle využívá tyto dva aspekty ke zlepšení uživatelské zkušenosti, zvýšení efektivity a řízení složitosti robotů.

V důsledku toho můžete pravděpodobně nainstalovat serverový rack ve výrobní hale nebo kamkoli blíže k aplikaci, abyste snížili latenci a zlepšili dobu odezvy mezi mozkem a tělem robota. To je obzvláště užitečné ve skladech nebo dolech, které používají autonomní mobilní roboty (AMR) nebo automaticky naváděná vozidla (AGV). Musíte však přijmout bezpečnostní opatření a dbát na drsné podmínky prostředí.

Jak vidíte, roboti s mozkem na dálku způsobují revoluci v aplikacích tím, že umožňují strojům provádět složité akce, jako je hluboké učení a umělá inteligence. Tito roboti jsou možná pouze díky internetu robotických věcí. I když tito roboti představují nové problémy kvůli svým specifickým hardwarovým požadavkům, pokud spolupracujete se zkušeným dodavatelem originálního vybavení (OEM), můžete si zaručit, že vaše robotická aplikace bude fungovat hladce nyní i v budoucnu.

Pokud chcete pokračovat ve čtení o robotických aplikacích, přečtěte si naše Série blogů o robotice.