Syslogic GmbH

An der Edge bekommen es Industrie-PCs bisweilen mit Spritzwasser, Staub oder extremen Temperaturen zu tun.

Bild: iStock, zmeel

KI-Rugged-Computer Falls es ungemütlich wird an der Edge

12.02.2020

KI-fähige Industriecomputer ermöglichen intelligente Entscheidungen an der Edge. Dort kann es je nach Anwendung ganz schön ungemütlich werden. KI-Rugged-Computer sind deshalb in dieser Umgebung die erste Wahl.

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Wir lange wird die aktuelle KI-Euphorie anhalten? Das hängt damit zusammen, ob die hohen Erwartungen, die wir aktuell an Künstliche Intelligenz stellen, erfüllt werden. Seit aber renommierte Unternehmensberater die Einführung von KI mit der revolutionären Erfindung der Dampfmaschine vergleichen, dürfte klar sein, welches Potenzial KI für die gesamte Industrie hat.

Ein wichtiger Trend dabei ist die Verlagerung der KI von der Cloud an die Edge. Für viele Industrieanwendungen ist die latenzarme Datenverarbeitung entscheidend. Werden große Datenmengen zur Verarbeitung erst über ein öffentliches Netz in die Cloud geschickt, dauert das schlicht zu lange.

Intelligenz am Netzwerkrand

KI-Edge-Computer sind in der Lage, intelligente Entscheidungen bereits am Netzwerkrand zu fällen. Anstelle von Bild-, Video- oder Audiodateien werden also ausgewertete Daten an einen entfernten Server übertragen.

Das reduziert die Datenmenge erheblich, was die Verschlüsselung vereinfacht und damit die Systemsicherheit erhöht. Außerdem wird die benötigte Netzwerkbandbreite reduziert. Weil gerade mobile Systeme nicht ständig mit der Cloud verbunden sind, profitiert zudem die Systemzuverlässigkeit.

Je nach Anwendung bedeutet Edge Spritzwasser, Staub, Vibrationen, Stöße und extreme Temperaturen. Voraussetzungen, welche einem herkömmlichen Edge-Computer schnell den Garaus machen. Für solche Anwendungen hat der Embedded-Spezialist Syslogic eine Produktreihe entwickelt.

Die KI-Rugged-Computer werden überall dort eingesetzt, wo die Anforderungen an Robustheit und Langlebigkeit besonders hoch sind, so etwa in Schienen- oder Kommunalfahrzeugen, Bau- und Landmaschinen, fahrerlosen Transportsystemen oder in Minenfahrzeugen. Die KI-Rugged-Computer eignen sich zudem für Märkte wie Smart City, industrielle Automation oder die Verkehrstechnik.

Basis ist die Jetson-Reihe von Nvidia

Die KI-Rugged-Computer basieren auf einem SoM (System on Module) aus der Jetson-Reihe von Nvidia. Syslogic ist Mitglied des Jetson-Partnerprogramms und unterstützt Nvidia, die Jetson-Module in der Industrie zu etablieren.

Die Jetson-Plattform beinhaltet vier unterschiedlich performante Module – Jetson Nano, Jetson Xavier NX, Jetson TX2 und Jetson AGX Xavier. Die kompakten Syslogic-Rugged-Computer sind aktuell mit Jetson-TX2- und Jetson-AGX-Xavier-Modul erhältlich.

Alle Nvidia-SOMs kombinieren CPU- und GPU-Prozessortechnik und integrieren zudem PMIC (Power Management IC), DRAM (Arbeitsspeicher) und Flashspeicher. Mit der parallelen Prozessorstruktur eignen sich die Plattformen ideal, um die Software autonomer Maschinen oder Fahrzeuge schnell und energieeffizient auszuführen.

Board-Design und Gehäuse

Doch nicht nur die Prozessortechnologie von Nvidia setzt Maßstäbe, sondern auch das clevere und robuste Elektronik- und Gehäusedesign. Syslogic kombiniert das Nvidia-SoM mit einem eigenen Board-Design, das auf die Anforderungen der Industrie ausgelegt ist. Als eines von wenigen europäischen Unternehmen verfügt Syslogic über eine eigene Entwicklungsabteilung sowie über eigene europäische Fertigungswerke mit moderner SMD-Bestückung.

Zum industriellen Elektronikdesign gehört der Verzicht auf bewegliche Teile. Weiter garantiert Syslogic durch verschraubbare Steckverbinder und durch ein ultrarobustes Gehäuse eine hohe Funktionssicherheit. Das Gehäuse erfüllt die Schutzklasse IP67 und ist damit sowohl staub- als auch wasser- und chemikalienresistent. Ein Gore-Tex-Belüftungselement stellt den Druckausgleich im Gehäuse sicher, wodurch die Produktlebensdauer verlängert und die Zuverlässigkeit erhöht wird.

Weiter eignen sich die KI-Rugged-Computer für den erweiterten Temperaturbereich von –25 bis 80 °C auf Bauteilebene, in der Version mit Jetson-TX2i-Modul sind sie sogar für –40 bis 85 °C ausgelegt. Für den Fahrzeugeinsatz lassen sich die Computer mit einem integrierten Ignition Controller und einem rückwirkungsfreien CAN-Interface konfigurieren.

Zudem sind die Geräte mit den CAN-Protokollen CAN-J1939 und CANopen kompatibel. Weiter ist eine E-Mark-Zertifizierung in Vorbereitung.

Neue Ära für autonome Systeme

Bereits der Rugged-Computer mit Jetson TX2 SoM erlaubt anspruchsvolle GPU-beschleunigte KI-Anwendungen wie Intelligent Video Analytics (IVA). Der Rugged-Computer RPC A3 auf Basis des Jetson AGX Xavier bedient nochmals eine höhere Leistungsklasse.

Das Xavier SoM verfügt über eine Acht-Kern-CPU in Verbindung mit einer 512-Core-Volta-GPU. Damit bietet der Syslogic-Rugged-Computer genügend KI-Computing-Performance für komplexe Funktionen wie die Teilschritte zum autonomen Fahren (Self Driving Loops). Diese reichen von der Sensor-Datenfusion (Perception) – das Zusammenführen der unterschiedlichen Sensordaten zu einem Gesamtumfeld – über diverse rechenintensive Zwischenschritte bis zur Festlegung des Fahrverhaltens.

Vortrainierte neuronale Netze kombiniert mit der GPU-beschleunigten Datenverarbeitung am Netzwerkrand ermöglichen autonome Entscheidungen ohne menschliches Zutun und ohne Verbindung zu einer Cloud-Infrastruktur. Das ist nicht nur für autonomes Fahren besonders interessant, sondern auch für Roboteranwendungen oder autonome Maschinen in der Industrie.

Damit ebnen die Syslogic-Rugged-Computer den Weg für künftige Generationen autonomer Maschinen und Roboter.

Bildergalerie

  • Die KI-Rugged-Computer wurden für den Einsatz unter Extrembedingungen entwickelt. Sie erfüllen die Schutzklasse IP67.

    Bild: Syslogic

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