Budowanie zaawansowanych narzędzi dla inteligentnych rojów robotów
Od chwili rozpoczęcia prac w styczniu 2023 roku, zespół finansowanego ze środków Unii Europejskiej projektu SMARTEDGE(odnośnik otworzy się w nowym oknie) nieustannie opracowuje narzędzia i metody, których celem jest usprawnienie rozwiązań inteligencji opartej na urządzeniach brzegowych, która sprawdzi się w rzeczywistych scenariuszach. Zespół testuje opracowane metody i narzędzia wykorzystujące przetwarzanie brzegowe oraz urządzenia internetu rzeczy do radzenia sobie z wyzwaniami i optymalizacji procesów w inteligentnych fabrykach, a także w obszarach związanych z monitorowaniem zdrowia, zapewnianiem bezpieczeństwa ruchu na skrzyżowaniach, wdrażaniem innowacji produkcyjnych i wspomaganiu jazdy. Jednym z opracowanych narzędzi są sieci oparte na inteligentnych rojach, rozwijane w laboratorium National Inter-University Consortium for Telecommunications, włoskiej instytucji będącej partnerem i koordynatorem projektu SMARTEDGE. W laboratorium, które przypomina halę produkcyjną spółki Dell Technologies, główny badacz Filippo Cugini wraz ze współpracownikami testuje swoje oprogramowanie i sprzęt, wykorzystując w tym celu trzy połączone siecią roboty. Ich celem jest zbudowanie i kontrolowanie roju robotów przy użyciu inteligencji brzegowej. „Odtwarzamy obszar operacyjny hali produkcyjnej, co pozwala nam dokładnie analizować zachowanie tych autonomicznych robotów”, wyjaśnia Cugini w informacji prasowej(odnośnik otworzy się w nowym oknie) opublikowanej na łamach portalu EE Times Europe. „Możemy między innymi przejść przez laboratorium - kamery robotów natychmiast rozpoznają, że znajduje się tam osoba, identyfikują ją jako przeszkodę i natychmiast się zatrzymują”. Badacz wyjaśnia następnie, że tego rodzaju sytuacje wymagają doskonałych zabezpieczeń i działania w ramach dynamicznych sieci. „Musimy mieć całkowitą pewność, że urządzenie podające się za określonego robota faktycznie nim jest”, dodaje Cugini. „Stawiamy czoła wielu problemom”. Realizowane prace skupiają się na komponentach sieciowych rozwiązań opracowywanych przez zespół SMARTEDGE dotyczących autonomicznych rojów mobilnych robotów, wyposażonych w możliwości łączności i współpracy oparte na urządzeniach brzegowych. Inne obszary badań obejmują prace nad zestawem narzędzi niskokodowych umożliwiających rozwój inteligencji brzegowej opracowanym przez partnerów projektu - spółki Siemens, Dell Technologies i Technische Universität Berlin, a także systemem rozpoznawania obrazów opracowanym przez spółkę Bosch, kolejnego z partnerów projektu. Spółka Nvidia wsparła projekt przekazując inteligentne karty sieciowe BlueField-2 wyposażone w akcelerator sprzętowy.
Sprawniejsza łączność, niskie opóźnienia
Cugini wraz z zespołem opracowali także oprogramowanie, które odpowiada za zarządzanie łącznością między robotami, zapewniając bezpieczeństwo i zapobiegając przechwytywaniu komunikatów. Podczas prac badacze uwzględnili ograniczenia wynikające z opóźnień. „Po kilku latach pracy nad rozwojem naszych rozwiązań możemy stwierdzić z całą pewnością, że niewielka warstwa oprogramowania tak naprawdę nie zwiększa w istotny sposób opóźnień [w kontekście łączności w ramach roju], dzięki czemu rój robotów może dostosować się do zmian w sieci w czasie poniżej sekundy”, zauważa Cugini, dodając: „Dodatkowe opóźnienia, które uwzględniliśmy w celu zwiększenia bezpieczeństwa i dynamiki działania, co przekłada się bezpośrednio na funkcjonowanie całej sieci, zależą w istotnym stopniu od sprzętu, na którym uruchamiamy oprogramowanie. Gdy wykorzystujemy w tym celu prosty komputer, który kosztuje kilkadziesiąt euro, jak na przykład Raspberry Pi, jesteśmy w stanie uzyskać osiągi na poziomie domowej sieci Wi-Fi. Jeśli korzystamy z kolei z procesora danych Nvidia, uzyskujemy przepustowość na poziomie ponad 100 gigabitów na sekundę”. Dotychczasowe doświadczenia obejmowały co najwyżej 20 autonomicznych robotów w roju, ale jak czytamy w informacji prasowej, symulacje pozwalają na wykorzystanie nawet 1000 urządzeń. „Nie zakładamy, że kiedykolwiek osiągniemy poziom 1000 urządzeń dołączających do sieci i opuszczających ją jednocześnie w hali produkcyjnej, ale bierzemy pod uwagę scenariusze dotyczące rojów samochodów w ramach zastosowań rozwiązań w sektorze motoryzacji”, wyjaśnia Cugini. Zespół projektu SMARTEDGE (Semantic Low-code Programming Tools for Edge Intelligence) docelowo zamierza wykorzystać blisko 1000 autonomicznych pojazdów w celu przeprowadzenia doświadczeń praktycznych i symulacji. Więcej informacji: strona projektu SMARTEDGE(odnośnik otworzy się w nowym oknie)