Aktualności

Kiedy Mary Shelley napisała Frankensteina w 1818 roku, ludzkość nie mogła sobie wyobrazić dzisiejszej czwartej rewolucji przemysłowej. Rewolucja przemysłowa w XIX wieku fundamentalnie zmieniła gospodarkę, relacje płci i władzy oraz klasy społeczne. Mogliśmy nie tylko wytwarzać produkty szybciej i bezpieczniej, ale także przy mniejszym wysiłku. Wprowadzenie maszyn, reakcji chemicznych i nowych źródeł energii w fabrykach ułatwiło nam życie na wiele sposobów, niemal tak samo jak dzisiejsze technologie cyfrowe i internet.

W latach 90., gdy internet przeżywał rozkwit, byliśmy przekonani, że do 2000 roku wszystkie filmy science fiction staną się rzeczywistością. Chociaż mamy wideorozmowy, roboty sprzątające i e-commerce, wciąż wdrażamy i rozwijamy technologię Przemysłu 4.0. Internet Rzeczy to jeden z najnowszych trendów, które wiele firm stara się uwzględnić w swoich strategiach transformacji cyfrowej, aby móc kompleksowo monitorować i zarządzać swoimi obiektami, fabrykami, centrami danych, sklepami itp.

Co się stanie, gdy IoT spotka się z robotyką?

Powszechnie Internet Rzeczy można zdefiniować jako połączenie sprzętu, czujników/siłowników, infrastruktury (oprogramowania pośredniczącego, chmury, procesów biznesowych, dużych zbiorów danych), sieci/internetu i oprogramowania. W ciągu ostatnich 10 lat duzi gracze na całym świecie wykorzystywali technologie Internetu Rzeczy (IoT), aby uzyskać wgląd w swoje operacje w skali całego przedsiębiorstwa, co pozwala na prewencyjne i proaktywne monitorowanie oraz produkcję. IDC szacuje na przykład, że do 2025 roku na całym świecie będzie 55,7 miliarda podłączonych urządzeń.

Jak wyjaśniliśmy w niedawnym wpisie na blogu, od czasów starożytnej Grecji staraliśmy się zlecać maszynom wykonywanie niebezpiecznych, powtarzalnych zadań, a od XX wieku z powodzeniem budujemy roboty. W tym samym wpisie wyjaśniliśmy walkę o zasoby w robotach oraz to, jak projektanci i programiści muszą starannie dobierać możliwości przetwarzania (Tutaj możesz kontynuować czytanie na ten temat).

Obecnie wiele projektów robotycznych obejmuje sztuczną inteligencję, uczenie głębokie i rozpoznawanie wzorców. Oznacza to, że gromadzą, zarządzają i działają w oparciu o duże ilości danych. Ponieważ znaczna część przetwarzania nie może być realizowana w głównej infrastrukturze robota ze względu na ograniczone zasoby, wiele nowych projektów robotycznych wykorzystuje architekturę zdalnego mózgu. Innymi słowy, główny mózg robota jest hostowany na serwerze w centrum danych lub w szafie rack, podczas gdy ciało robota ma mniejszy procesor, który służy wyłącznie do gromadzenia danych i wykonywania działań.

Te aplikacje robotyczne wymagające dużej ilości danych napotykają na wyjątkowe wyzwania sprzętowe. Poniżej znajdziesz kilka najczęstszych z nich.

Zgodność

Internet Rzeczy Robotycznych wymaga od firm jednoczesnej pracy z co najmniej 5 warstwami: sprzętem, oprogramowaniem, siecią, infrastrukturą oraz czujnikami/siłownikami. Niestety, nie wszystkie te technologie zostały opracowane z myślą o współpracy, a wielu dostawców nie oferuje sprzętu niezależnego od marki, który mógłby obsługiwać kilka protokołów komunikacyjnych lub języków programowania.

W rzeczywistości, jeśli zajmujesz się już automatyzacją fabryki, znasz koszmar protokołów komunikacyjnych. Próba podłączenia czujników i siłowników do sterowników PLC, a później do serwerów, może okazać się kosztownym i zasobochłonnym przedsięwzięciem. Na szczęście branża opracowuje standardy niezależne od marki, aby producenci sprzętu mogli produkować urządzenia, które potrafią tłumaczyć i obsługiwać wiele protokołów komunikacyjnych. Więcej możesz przeczytać na tym blogu.

Co więcej, jeśli w swojej aplikacji robotycznej wykorzystujesz zarówno sieć 5G, jak i internet, prawdopodobnie musisz rozważyć kompatybilność dodatkowych modułów. Niektórzy producenci sprzętu OEM mogą pomóc Ci zintegrować moduły PCIe i LTE w fabryce, unikając problemów z instalacją i obsługą w przyszłości.

Specjalistyczny system operacyjny

Aplikacje robotyczne wymagają specjalistycznego systemu operacyjnego. Najnowszym i najskuteczniejszym jest obecnie ROS. System ten jest w pełni konfigurowalny, co umożliwia zdalne przetwarzanie i programowanie równoległe, a także zawiera algorytmy, biblioteki i zarządzanie API. Te funkcje stanowią fundament robotów zdalnie sterowanych. Tego typu roboty zazwyczaj pracują z kilkoma modułami i językami programowania jednocześnie, co oznacza, że ​​prawdopodobnie masz zespół inżynierów pracujących razem. Oznacza to również, że przechowujesz biblioteki zdalnie podczas przetwarzania danych.

Ponieważ ROS nie jest w stanie dostarczyć listy zatwierdzonego sprzętu, który będzie w stanie obsłużyć ten system operacyjny, należy znaleźć producenta sprzętu, który oceni Twoje potrzeby, zaproponuje dostosowane rozwiązanie i sprawdzi, czy ROS działa płynnie. Więcej o ROS możesz przeczytać na tym blogu.

Solidne, wydajne serwery bez wentylatorów

Zdalne mózgi robotów wiążą się ze specyficznym zestawem wymagań. Po pierwsze, procesory w serwerach robotycznych muszą przetwarzać duże ilości danych. Dlatego programiści regularnie korzystają z najnowszych i najbardziej zaawansowanych procesorów. Należy jednak zachować ostrożność przy przewymiarowywaniu komponentów. Nawiąż współpracę z producentem sprzętu OEM, który pomoże Ci dokładnie ocenić możliwości przetwarzania.

Wytrzymałe serwery zawierają jak najmniej części ruchomych, aby skrócić średni czas bezawaryjnej pracy (MTBF). W związku z tym prawdopodobnie wybierzesz serwer bezwentylatorowy, który okaże się doskonałą inwestycją w redukcję kosztów konserwacji i napraw. Ta funkcja powinna być połączona z dyskiem twardym SSD i bezpiecznymi złączami kablowymi.

Po drugie, jeśli serwer nie będzie hostowany w kontrolowanym środowisku centrum danych, warto sprawdzić, czy szafa oferuje odpowiednią ochronę przed wilgocią, wodą i kurzem. Jeśli korzystasz z szaf Edge Computing, powinieneś zapytać producenta sprzętu, czy wybrany serwer jest przygotowany do pracy w trudnych warunkach na hali produkcyjnej lub poza nią.

Bezpieczeństwo

Łącząc urządzenia z dowolną siecią, narażasz się na potencjalne zagrożenia bezpieczeństwa. Jeśli wdrożysz Internet Rzeczy Robotycznych ostrożnie, korzyści przeważą nad obawami o bezpieczeństwo. Aby to zagwarantować, należy zwrócić szczególną uwagę na sprzęt i warstwy zabezpieczeń sieci.

Zdalne roboty mózgowe są uważane za infrastrukturę rozproszoną. Oznacza to, że sprzęt jest zainstalowany poza bezpiecznym środowiskiem centrum danych, co czyni go podatnym na nieautoryzowany dostęp i manipulację. Możesz przeczytać o typowych zagrożeniach bezpieczeństwa sprzętu i sposobach ich unikania w… ten blog. Podsumowując, należy poszukać niewykorzystanych funkcji bezpieczeństwa w sprzęcie i skonsultować się z producentem OEM w celu dodania sprzętu zabezpieczającego, jeśli zajdzie taka potrzeba.

Jeśli chodzi o ochronę warstwy sieciowej, nawet jeśli Twój serwer jest zamknięty w centrum danych, połączenie internetowe może stanowić furtkę dla hakerów, którzy mogą uzyskać dostęp do poufnych informacji i zniszczyć Twoją firmę. W takim przypadku należy przestrzegać najlepszych praktyk branżowych i korzystać z urządzeń uwierzytelniających, które mogą być skuteczniejsze niż oprogramowanie.

Czytaj dalej nasz Seria blogów o cyberbezpieczeństwie aby dowiedzieć się więcej o tym, jak możesz chronić swoją aplikację zaczynając od poziomu sprzętowego.

Edge i przetwarzanie w chmurze

Dzisiejsze praktyki i procesy biznesowe prawdopodobnie zmusiły wiele firm do wdrożenia jakiejś formy chmury obliczeniowej i przetwarzania brzegowego. Internet Rzeczy Robotycznych zazwyczaj wykorzystuje te dwa rozwiązania, aby poprawić doświadczenia użytkowników, zwiększyć wydajność i zarządzać złożonością robotów.

W rezultacie prawdopodobnie można zainstalować szafę serwerową na hali produkcyjnej lub w dowolnym miejscu bliżej aplikacji, aby zmniejszyć opóźnienia i skrócić czas reakcji między mózgiem a ciałem robota. Jest to szczególnie przydatne w magazynach lub kopalniach, w których wykorzystuje się autonomiczne roboty mobilne (AMR) lub automatycznie kierowane pojazdy (AGV). Należy jednak podjąć środki bezpieczeństwa i uwzględnić trudne warunki środowiskowe.

Jak widać, roboty zdalnie sterowane rewolucjonizują aplikacje, umożliwiając maszynom wykonywanie złożonych działań, takich jak głębokie uczenie i sztuczna inteligencja. Powstanie tych robotów jest możliwe tylko dzięki Internetowi Rzeczy Robotycznych (IoT). Chociaż roboty te stwarzają nowe problemy ze względu na specyficzne wymagania sprzętowe, współpraca z doświadczonym producentem OEM gwarantuje płynne działanie aplikacji robotycznej teraz i w przyszłości.

Jeśli chcesz dowiedzieć się więcej o zastosowaniach robotycznych, przeczytaj nasz Seria blogów o robotyce.