Ecosistema ad alte prestazioni per robot sempre più avanzati
Un ecosistema per Computer-on-Module completo per soddisfare qualsiasi esigenza specifica
La robotica è un settore complesso e molto competitivo caratterizzato da cicli di innovazione sempre più veloci e un crescente aumento della domanda. Per garantire il miglior esito della vostra specifica applicazione è necessario disporre non solo di hardware ad alte prestazioni, ma anche di un ecosistema completo che permetta di sviluppare prodotti nel modo più flessibile, affidabile e versatile possibile.
La trasformazione digitale ha contribuito a far aumentare drasticamente la richiesta di ampiezza di banda e di potenza di elaborazione. Si tratta di una sfida particolarmente difficile nel caso delle infrastrutture di rete e di telecomunicazione, dove i flussi di dati hanno origine o convergono da nodi periferici lontani e/o vicini e devono essere elaborati localmente e, talvolta, in tempo reale. Le aziende che vogliono installare e mettere in esercizio (deployment) server al di fuori dell'ambiente protetto dei data center, devono poter disporre di ecosistemi per server edge ad alte prestazioni al fine di superare le limitazioni dei server tradizionali e tenere il passo con cicli di innovazione sempre più rapidi, minimizzando allo stesso tempo il time-to-market.
Con il nostro ecosistema ad alte prestazioni per la robotica sarà possibile:
Ridurre il time to market
concentrando attenzione e risorse sulle vostre competenze chiave e affidando i compiti di elaborazione embedded all’ecosistema per moduli COM (Computer-on-Module) di congatec. I nostri moduli COM sono di tipo “application-ready” e integrano tutti i componenti più complessi come CPU, GPU, memorie e interfacce Ethernet, oltre a ulteriori funzionalità PC. La personalizzazione richiesta per soddisfare specifiche esigenze viene effettuata attraverso una scheda carrier che può essere progettata senza problemi. Gli ulteriori servizi offerti da congatec – design-in, prequalifica e sviluppo e adattamento software – permettono di aumentare in modo significativo le prestazioni e ridurre il time-to-market.
Aumentare l‘intelligenza
sfruttando prestazioni di elaborazione ottimizzate in funzione di specifiche esigenze. Scalabile e intercambiabile, la gamma di Computer-on-Module di congatec spazia dai moduli con processori x86 ad alte prestazioni con elevato numero di core ed engine di AI integrati ai moduli con processori applicativi basati su core Arm a basso consumo corredati da NPU (Neural Processing Unit) e ulteriori acceleratori hardware dedicati. In questo modo è possibile eseguire i carichi di lavoro inferenziali richiesti per espletare compiti complessi basati sull’AI e aggiornare l’intelligenza dei robot per consentire loro di svolgere mansioni sempre più avanzate.
Incrementare roi & sostenibilità
aggiornando i progetti esistenti con il nostro ecosistema per Computer-on-Module al fine di ampliarne l’utilizzo. La possibilità di progettare intere famiglie di prodotti utilizzando un unico progetto base assicura la massima scalabilità, conferendo nel contempo la versatilità necessaria per aumentare in tempi brevi la produzione al variare delle richieste del mercato. La disponibilità di percorsi di aggiornamenti affidabili che permettono di implementare le tecnologie più recenti senza apportare modifiche ai progetti dei sistemi esistenti comporta notevoli vantaggi in termini di costi. Con la semplice sostituzione di un modulo è possibile aggiornare sistemi che sono già in uso da diversi anni, con tutti i benefici che ciò comporta: estensione della durata dell’hardware, aumento della sostenibilità e ottimizzazione del ritorno dell’investimento (ROI).
Vantaggi dei computer-on-modules:
Maggiori informazioni
Migliorare la durabilità
mediante l’utilizzo di tecnologie espressamente sviluppate per operare in condizioni ambientali difficili, in grado di funzionare nell’intervallo di temperatura industriale da -40 a +85 °C e caratterizzate da un’elevata resistenza contro le sollecitazioni e le vibrazioni. Grazie all’elevata efficienza energetica e alle soluzioni per il raffreddamento passivo ad alte prestazioni, il nostro ecosistema consente di realizzare sistemi completamente sigillati con un elevato grado di protezione IP. Di conseguenza i robot potranno operare nelle condizioni ambientali più estreme – dal gelo artico al caldo torrido del deserto, in ambienti umidi, in aree pericolose o a rischio di esplosione.
Ottimizzare TCO e affidabilità
sfruttando una tecnologia robusta e il consolidamento del sistema. Con il supporto della tecnologia hypervisor in real-time di Real-Time Systems, differenti carichi di lavoro che in precedenza richiedevano parecchi sistemi dedicati possono ora essere eseguiti su un unico sistema. Ciò non solo permette di ridurre il numero di sistemi richiesti, con la conseguente e immediata diminuzione dei costi, ma anche aumentare l’MTBF e l’affidabilità complessiva. Poiché gli intervalli di manutenzione sono più lunghi e i tempi di “fermo macchine” sono ridotti, il costo totale di possesso TCO risulta ottimizzato
Estendere il tempo di funzionamento
dei robot autonomi alimentati a batteria utilizzando una tecnologia di elaborazione embedded più efficiente in termini energetici. L’adozione delle tecnologie di ultima generazione permette di ottenere una riduzione dei consumi del core di elaborazione fino al 50% senza penalizzare le prestazioni. Oppure conseguire un incremento del 100% della potenza di elaborazione per migliorare l’esecuzione dei carichi di lavoro e il processo decisionale autonomo. Con i moduli COM è possibile passare facilmente a progetti a basso consumo con una semplice sostituzione di moduli e senza costosi re-design.
Migliorare la percezione e la sicurezza
incrementando la potenza di elaborazione e l’ampiezza di banda di I/O in modo da processare le informazioni provenienti da telecamere 2D/3D, LIDAR/RADAR e/o sistemi a ultrasuoni, oltre ad altre tipologie di dati, in real-time. Ciò contribuisce a migliorare la „situational awareness” (comprensione della situazione) dei sistemi, indispensabile per consentire una migliore navigazione in ambienti complessi e incrementare la sicurezza delle persone in ambienti collaborativi. Il nostro ecosistema per COM-HPC e COM Express ad alte prestazioni garantisce l’ampiezza di banda e le funzionalità di interfacciamento necessarie per implementare le più recenti e avanzate tecnologie di rilevamento nei robot autonomi e collaborativi di fascia alta
Migliorare la capacità di comunicazione
tramite l’implementazione di comunicazioni in real-time sia nelle applicazioni aziendali sia in quelle di tipo “mission-critical” tipiche di Industry 4.0 e IIoT. Il nostro ecosistema per Computer-on-Module è ottimizzato per garantire una bassa latenza e una comunicazione coordinata grazie al supporto di TSN (Time Synchronized Networking) e TCC (Time Coordinated Computing) che permette di sincronizzare le attività di vari robot a livello non solo di una singola cella di produzione, ma dell’intera fabbrica. I gateway IoT integrati, consolidati attraverso l’hypervisor in real-time, contribuiscono a incrementare la sicurezza contro gli attacchi informatici.
Ecosistemi: una guida alla scelta
COM HPC Client | COM HPC Mini | COM Express | SMARC | |
Gli AGV di piccole dimensioni per applicazioni di logistica utilizzati nei magazzini solitamente richiedono una soluzione di elaborazione embedded ottimizzata in termini di costi, dimensioni e consumi. | - | +++ | ++ | ++ |
Gli AGV per applicazioni di logistica di maggiori dimensioni e le apparecchiature mobili impiegati ad esempio nei porti container e nelle stazioni merci richiedono una soluzione di elaborazione embedded particolarmente robusta e idealmente priva di ventole per poter operare in condizioni ambientali difficili. | - | +++ | ++ | +++ |
Gli AMR compatti e flessibili utilizzati ad esempio per effettuare controlli e manutenzione negli impianti industriali richiedono soluzioni di elaborazione ad alte prestazioni e ottimizzate in termini di consumi per prolungare la durata della batteria. Laddove richiesto, è necessario garantire l’operatività anche in ambienti gravosi. | o | +++ | +++ | ++ |
I veicoli autonomi e le macchine mobili come le attrezzature non presidiate usate in agricoltura richiedono prestazioni elevate per poter elaborare flussi di dati provenienti da RADAR/LIDAR e sistemi basati sulla visione in real-time. | +++ | ++ | ++ | - |
I robot e cobot industriali presenti negli stabilimenti richiedono elevate prestazioni per eseguire numerosi task in tempo reale su un unico sistema e per assicurare un’interazione uomo/macchina sicura e affidabile. | +++ | - | ++ | - |
I robot di servizio utilizzati per la cura dei pazienti, nei ristoranti, negli hotel e nei POS richiedono soluzioni ottimizzate in termini di dimensioni, consumi e costi per eseguire le inferenze generate dall’AI finalizzare a rendere l’interazione più naturale e intuitiva. | o | +++ | ++ | +++ |
I robot per uso medicale utilizzati in chirurgia richiedono elevate prestazioni, idealmente con funzionalità di visione in real-time e devono poter essere installati in ambienti sigillati per garantire il massimo livello di igiene. | +++ | - | ++ | - |
Legenda: +++ Soluzione ottimale; ++ Soluzione molto buona; + Buona soluzione; O consigliata se il prezzo e/o le prestazioni sono adeguate; - Sconsigliata
L’ecosistema ad alte prestazioni di congatec
Punti di forza | Caratteristiche | Vantaggi |
Gamma completa di Computer-on-Module | Computer-on-Module basati sulle architetture x-86 e Arm, soluzioni di raffreddamento ottimizzate, servizi di supporto per la qualificazione del progetto, adattamenti personalizzati del BIOS e del bootloader | I progettisti possono disporre di tutto ciò di cui hanno bisogno per sviluppare con la massima flessibilità soluzioni dedicate. Essi possono quindi concentrare la loro attenzione sulle loro competenze chiave in modo da garantire ai clienti soluzioni in grado di fornire le migliori prestazioni possibili |
Standard indipendenti da qualsiasi fornitore | Supporto degli standard ad alte prestazioni COM-HPC e COM Express di PICMG, oltre che dello standard SGeT a basso consumo per i moduli SMARC | L’ampio supporto fornito da una vasta community e la possibilità di scegliere tra più fornitori contribuiscono a incrementare la protezione del progetto e assicurare la disponibilità sul lungo periodo grazie a strategie di seconda sorgente. Ciò consente anche di aumentare la resilienza della catena di fornitura (supply chain). |
Super componenti di tipo “application-ready” | I moduli di elaborazione si presentano sotto forma di super-componenti completi, equipaggiati con CPU, RAM, e tutti gli I/O necessari e corredati da package software di supporto | I moduli COM soddisfano “in toto” le aspettative dei progettisti di robot: essi abbinano la sicurezza in fase di design tipica dei moduli “pronti all’uso” con l’elevato grado di personalizzazione offerto dalle schede carrier. L’approccio modulare assicura la massima scalabilità e semplifica l'aggiornamento, che può essere effettuato mediante una semplice sostituzione del modulo. |
La più vasta offerta per lo standard COM-HPC | congatec mette a disposizione il più ampio ecosistema per lo standard COM-HPC | I progettisti possono reperire, da un unico fornitore, tutto ciò di cui hanno bisogno nella forma più idonea a soddisfare le loro esigenze. Moduli “ad hoc” e scalabili, soluzioni di raffreddamento efficienti e “su misura”, schede carrier per lo sviluppo dell’applicazione e la valutazione, BSP (Board Support Package), oltre a servizi di “design-in” che coprono l’intero ciclo di sviluppo, dall’ideazione alla validazione. |
Recommended Products
System consolidation in autonomous mobile robots
Software functions define the capabilities of autonomous robots. Consolidating all functions on one system can help to make your designs more powerful, cost effective, and resilient. Learn what is possible and what to consider in our whitepaper.
Modular brain for autonomous inspection robot
The ANYmal maintenance and inspection robots, developed by ANYbotics, can independently and autonomously perform inspection tasks in complex and potentially hazardous industrial environments. Standardized Computer-on-Modules provide the required performance and scalability.
How to design robotic brains
The economic value of the industrial robotics market is growing rapidly and is expected to reach $US 214.60 billion, with a 22.80% compound annual growth rate (CAGR) by 2030. This will be driven, in part, by the integration of new technologies like artificial intelligence (AI), which is expected to contribute $US 44.5 billion to this figure.
WEBINAR
How to master the upcoming computing challenges for robotics
Webinar presented by Christian Eder, Director Market Intelligence at congatec and Chairman of the PICMG COM-HPC working group, and Claire Liu, Senior Market Segment Manager Robotics at congatec
EXPERT VIDEO
Why CoMs for robotics
In this short introductory video, our robotics expert Claire summarizes the main advantages of Computer-on-Modules for robot designs.
EXPERT VIDEO
Don't waste valuable resources
See the advantages of system consolidation in action with Dan in the real-life robot arm demo, presented at embedded world
VIDEO PODCAST
Inside the Development of Autonomous Mobile Robots
In this exclusive tech talk with insight.tech, our experts Claire and Timo discuss the ideal combination of hardware and software consolidation to build AMRs more cost-effectively and accessibly.