Hír

Amikor Mary Shelly 1818-ban megírta a Frankensteint, az emberiség keveset tudott elképzelni a mai negyedik ipari forradalomról. A XIX. századi ipari forradalom alapvetően megváltoztatta a gazdasági tevékenységeket, a nemi és hatalmi viszonyokat, valamint a társadalmi osztályokat. Nemcsak gyorsabban és biztonságosabban, hanem kevesebb erőfeszítéssel is tudtunk termékeket gyártani. A gépek, a kémiai reakciók és az új energiaforrások bevezetése a gyárakban sok szempontból megkönnyítette az életünket, majdnem annyira, mint napjainkban a digitális technológiák és az internet.

Amikor az internet fellendült a 90-es években, meg voltunk győződve arról, hogy 2000-re minden sci-fi film valósággá válik. Annak ellenére, hogy vannak videohívásaink, takarítórobotjaink és e-kereskedelmünk, még mindig az Ipar 4.0 technológiát alkalmazzuk és fejlesztjük. A dolgok internete egyike azoknak a legújabb trendeknek, amelyeket sok vállalat megpróbál beépíteni digitális átalakulási stratégiáiba, hogy holisztikusan felügyelhesse és kezelhesse létesítményeit, gyárait, adatközpontjait, üzleteit stb.

Mi történik, amikor a dolgok internete találkozik a robotikával?

A dolgok internetét általában hardverek, érzékelők/aktuátorok, infrastruktúra (middleware, felhő, üzleti folyamatok, big data), hálózatok/internet és szoftverek kombinációjaként definiálhatjuk. Az elmúlt 10 évben a nagyvállalatok világszerte kihasználták az IoT-technológiákat, hogy vállalati szinten láthatóvá tegyék működésüket a megelőző és proaktív monitorozás és gyártás érdekében. Az IDC például becslései szerint 2025-re világszerte 55,7 milliárd csatlakoztatott eszköz lesz.

Ahogy egy nemrégiben megjelent blogbejegyzésben kifejtettük, az ókori Görögország óta próbáljuk kiszervezni a veszélyes, ismétlődő feladatokat gépekre, és a XX. század óta sikeresen építünk robotokat. Ugyanebben a blogbejegyzésben ismertettük a robotokon belüli erőforrásokért folytatott küzdelmet, valamint azt, hogy a tervezőknek és fejlesztőknek hogyan kell gondosan kiválasztaniuk a feldolgozási képességeket (Itt folytathatod az olvasását a témájáról).

Jelenleg számos robotikai projekt alkalmaz mesterséges intelligenciát, mélytanulást és mintafelismerést. Ez azt jelenti, hogy nagy mennyiségű adatot gyűjtenek, kezelnek és az alapján cselekszenek. Mivel a feldolgozás nagy része nem történhet meg a fő robotinfrastruktúrán belül a korlátozott erőforrások miatt, sok új robotikai projekt a távoli agy architektúráját használja ki. Más szóval, a fő robotagy egy adatközpontban vagy rackben található szerveren található, míg a robot teste egy kisebb processzorral rendelkezik, amely csak az adatok gyűjtésére és a műveletek végrehajtására szolgál.

Ezek az adatintenzív robotikai alkalmazások egyedi hardveres kihívásokkal néznek szembe. Az alábbiakban a leggyakoribbak közül talál néhányat.

Kompatibilitás

Az Internet of Robotics Things megköveteli a vállalatoktól, hogy legalább 5 réteggel dolgozzanak egyszerre: hardverrel, szoftverrel, hálózattal, infrastruktúrával és érzékelőkkel/aktuátorokkal. Sajnos nem mindegyik technológiát fejlesztették ki az együttműködésre, és sok gyártónak nincs olyan márkafüggetlen berendezése, amely több kommunikációs protokollal vagy programozási nyelvvel is képes együttműködni.

Valójában, ha már gyárautomatizáláson dolgozik, akkor ismeri a kommunikációs protokoll rémálmát. Az érzékelők és aktuátorok PLC-khez, majd később szerverekhez való csatlakoztatásának megkísérlése költséges és erőforrás-igényes vállalkozássá válhat. Szerencsére az iparág márkafüggetlen szabványokat fejleszt a hardvergyártók (OEM) számára, hogy olyan berendezéseket gyártsanak, amelyek több kommunikációs protokollt is képesek lefordítani és azokkal együttműködni. Bővebben ezen a blogon olvashatsz.

Továbbá, ha az 5G-t és az internetet is kihasználja robotikai alkalmazásában, valószínűleg figyelembe kell vennie további modulok kompatibilitását. Egyes hardvergyártók segíthetnek a PCIe és LTE modulok gyári integrálásában, így elkerülheti a telepítéssel és üzemeltetéssel járó fejfájást a későbbiekben.

Specializált operációs rendszer

A robotikai alkalmazások speciális operációs rendszert igényelnek. Napjainkban a legmodernebb és legsikeresebb az ROS. Ez az operációs rendszer teljesen testreszabható, lehetővé teszi a távoli feldolgozást és a párhuzamos programozást, valamint algoritmusokat, könyvtárakat és API-kezelést tartalmaz. Ezek a funkciók a távoli agyú robotok alapját képezik. Az ilyen típusú robotok általában több programozási modullal és nyelvvel dolgoznak egyszerre, ami azt jelenti, hogy valószínűleg egy mérnökcsapat dolgozik együtt. Ez azt is jelenti, hogy a könyvtárakat távolról tárolja, miközben adatokat dolgoz fel.

Mivel a ROS nem tud listát biztosítani az operációs rendszer kezelésére alkalmas jóváhagyott hardverekről, olyan hardvergyártót kell keresnie, aki felméri az igényeit, személyre szabott megoldást kínál, és teszteli a ROS zökkenőmentes működését. Többet is olvashatsz a ROS-ról ebben a blogbejegyzésben..

Robusztus, nagy teljesítményű, ventilátor nélküli szerverek

A robotok távoli agyai speciális követelményeket támasztanak. Először is, a robotszerverek processzorainak nagy mennyiségű adatot kell kezelniük. Ezért a fejlesztők rendszeresen a legújabb és legfejlettebb processzorokat használják. Azonban óvatosnak kell lenni az alkatrészek túlméretezésével. Működjön együtt egy hardver OEM-rel, aki segíthet pontosan felmérni a feldolgozási képességeket.

A tartós szerverek a lehető legkevesebb mozgó alkatrészt tartalmazzák, hogy csökkentsék a meghibásodások közötti átlagos időt (MTBF). Ennek eredményeként valószínűleg ventilátor nélküli szervert választana, ami nagyszerű befektetésnek bizonyul a karbantartási és javítási költségek csökkentése érdekében. Ezt a funkciót SSD-meghajtóval és biztonságos kábelcsatlakozókkal kell párosítani.

Másodszor, ha a szervert nem egy adatközpont ellenőrzött környezetében helyezik el, akkor valószínűleg fel kell mérni, hogy a rack megfelelő védelmet nyújt-e a páratartalom, a víz vagy a por ellen. Ha Edge Computing rackeket használ, érdeklődjön a hardvergyártónál (OEM), hogy a választott szerver felkészült-e a termelési csarnokban vagy azon kívül uralkodó zord körülményekre.

Biztonság

Amikor eszközöket csatlakoztatsz bármilyen hálózathoz, megnyitod az ajtót a lehetséges biztonsági fenyegetések előtt. Ha körültekintően valósítod meg a Robotizált Dolgok Internetét, az előnyök meghaladják a biztonsági aggályokat. Ennek garantálásához különös figyelmet kell fordítanod a hardverre és a hálózati védelmi rétegekre.

A távoli agyrobotokat elosztott infrastruktúrának tekintik. Ez azt jelenti, hogy a hardverek a biztonságos adatközponti környezeten kívül vannak telepítve, ami sebezhetővé teszi azokat a jogosulatlan hozzáféréssel és manipulációval szemben. A gyakori hardveres biztonsági fenyegetésekről és azok elkerülésének módjáról a következő helyen olvashat: ez a blog. Összefoglalva, kiaknázatlan biztonsági funkciókat kell keresni a hardvereken belül, és konzultálni kell az eredetiberendezés-gyártóval (OEM) a szükséges biztonsági hardverek hozzáadásához.

A hálózati réteg védelmét illetően, még ha a szervered egy adatközpontban van is elzárva, az internetkapcsolat hátsó ajtót jelenthet a hackerek számára, hogy bizalmas információkhoz férjenek hozzá és tönkretegyék az üzletedet. Ebben az esetben be kell tartanod az iparági legjobb gyakorlatokat, és hardveres hitelesítési eszközöket kell használnod, amelyek hatékonyabbak lehetnek, mint a szoftveresek.

Olvassa tovább a mi Kiberbiztonsági blog sorozat ha többet szeretne megtudni arról, hogyan védheti meg alkalmazását hardver szinten kezdve.

Edge és felhőalapú számítástechnika

A mai üzleti gyakorlatok és folyamatok valószínűleg sok vállalatot arra kényszerítettek, hogy valamilyen felhő- és peremhálózati számítástechnikát alkalmazzanak. Az Internet of Robotic Things jellemzően ezt a kettőt használja ki a felhasználói élmény javítása, a hatékonyság növelése és a robotok összetettségének kezelése érdekében.

Ennek eredményeként valószínűleg telepíthet egy szerverállványt a gyártócsarnokban vagy az alkalmazáshoz közelebb, hogy csökkentse a késleltetést és javítsa a robot agya és teste közötti válaszidőket. Ez különösen hasznos raktárakban vagy bányákban, ahol autonóm mobil robotokat (AMR) vagy automatikus vezetésű járműveket (AGV) használnak. Azonban biztonsági óvintézkedéseket kell tennie, és figyelembe kell vennie a zord környezeti feltételeket.

Amint láthatja, a távoli agyú robotok forradalmasítják az alkalmazásokat azáltal, hogy lehetővé teszik a gépek számára, hogy összetett műveleteket hajtsanak végre, mint például a mélytanulás és a mesterséges intelligencia. Ezek a robotok csak az Internet of Robotic Things (Robotizált Dolgok Internete) révén lehetségesek. Annak ellenére, hogy ezek a robotok új aggályokat vetnek fel speciális hardverkövetelményeik miatt, ha egy tapasztalt OEM-rel működik együtt, garantálhatja, hogy robotikai alkalmazása zökkenőmentesen fog működni most és a jövőben is.

Ha további információkat szeretne olvasni a robotikai alkalmazásokról, olvassa el a következőt: Robotika blog sorozat.