自主移動機器人(AMR)是電腦視覺帶來的最激動人心的技術發展之一。這些智慧機器利用感應器與 AI 獨立運作並即時決策,協助企業緩解人力短缺的問題、提高效率並促進永續發展。
然而,部署 AMR 解決方案不見得總是那麼簡單。「在農業和採礦業等領域,AMR可能難以實施,」全球 AIoT 解決方案供應商 ASUS IoT 產品總監 Bob Dang 表示。「在這種情況下,由於網路限制,必須在邊緣進行 AI 推斷,但大多數的硬體平台缺乏這方面的運算能力,或缺乏在惡劣的户外環境中運作所需的加固功能。」
好消息是,現在有專為遠端邊緣效能而打造的強大通用工業電腦(IPC)。這些解決方案可協助農業和採礦業等產業的企業加速數位轉型,並趕上已在利用 AMR 技術的製造業與物流業同行。
利用自主移動機器人翻轉農業
ASUS 與一家法國大型水果生產商合作的物聯網體驗就是最佳案例。該公司正面臨幾個農業領域的常見問題。由於仰賴人工勞動,只能在白天和有利的天氣條件下進行收割,因此公司容易受到人員配置問題的影響。企業也面臨壓力,必須更高效地利用土地,以提高作物產量,支援永續農業實踐。
結果產生了一個自動摘採水果的解決方案,能夠 24 小時全年無休運作,讓農業業務的收獲更穩定且可預測。此外,外型規格小巧的 AMR 裝置帶來了巨大的營運效益。「透過我們的 AMR 解決方案,成排的植物或樹木之間不必留有如此寬敞的空間來容納員工及其工具,」ASUS IoT 邊緣運算部門產品經理 Sophia Lee 表示。「這表示土地使用效率更高,作物產量更高,因為種植者可以種植更多樹木和植物,而不必增加果園和田地的面積。」
ASUS 物聯網與 Intel 的合作關係有助於將這項創新解決方案推向市場。「Intel CPU 與 GPU 是邊緣 AI 的理想硬體平台,」Dang 表示。「我們也看到客戶對採用 Intel® OpenVINO™ 等軟體工具組的電腦視覺解決方案有莫大的需求,因此我們與 Intel 的技術合作夥伴關係更顯價值。」
工業環境的 AMR
工業電腦平台可以適應多種使用案例,因此它的一大優勢在於靈活變通。例如,ASUS 物聯網基於自主水果摘採機器人所使用的相同工業電腦,為採礦業開發一套單獨的 AMR 解決方案。
我們與非營利組織 World Telehealth Initiative 建立合作關係,讓貢獻寶貴時間的醫生與外科醫生為馬拉威、多哥、衣索比亞、海地與波多黎各、孟加拉、不丹和柬埔寨等國家提供護理。倘若不是遠端醫療,這些醫生必須如同過去那樣親自前往這些目的地。這雖然令人敬佩有加,但如今他們可以省去飄洋過海的舟車勞頓,為世界這些角落提供更豐富的醫療保健。
考慮到許多訊號會來自企業或校園的不同部分,將這些不同的訊號引入同一個顯示空間的能力至關重要。控制室的視訊牆可以顯示關於漏水的感應器資料、監視器的影像來源、警衛室的無線電以及其他無數種訊號。有時,甚至需要擷取受保護的內容,並將其顯示在即時開放內容旁邊。在這些情況下,進階 AI 工具、處理器和螢幕可做為這些不同基頻和 IP 訊號的智慧聚合者,這些訊號會跨越許多不同網路類型和許多不同協定。
影片 1. OnLogic 的 David Zhu-Grant、ASUS 的 Jason Lu,以及 Crystal Group 的 Chad Hutchinson,討論了在惡劣環境中成功整合堅固的物聯網裝置的最佳作法,以及能實現的最新進展。(資料來源:insight.tech)
哪些產業從堅固的物聯網裝置受益最多?
David Zhu-Grant:這是一個相當廣泛的領域,包括製造業、倉儲物流、智慧農業、智慧城市、採礦與能源。這些產業的環境條件範圍從極冷到極熱;有震動、衝擊或車輛衝撞;從無線電頻率-排放的角度來看,也可能在電子方面非常嘈雜。
Jason Lu:隨着越來越多的物聯網裝置上線,它們部署在不同的環境中。舉例來說,麥當勞的物聯網裝置可能需要在冬季零度以下的條件下生存,而在夏季,顯示器機殼內的温度可能高達攝氏 70 度。您看到菜單的 LCD 顯示器也必須防水,防止雨雪。除了損壞,室外觸控螢幕上的水滴也會造成錯誤觸碰,導致非所要的操作。堅固的物聯網裝置專為在其中的那種環境中運作而設計。
在這些更嚴苛的環境中,您看到的最大部署挑戰是什麼?
Chad Hutchinson:我們在工業應用中看到的一件事是沙塵和塵埃。例如,在採礦過程中,會有非常微細的煤粉進入角落和裂縫,可中斷冷卻系統與電子連接。在現場,冷卻更是一個絕對巨大的問題。另一方面,您會認為電子設備不介意處於寒冷的環境,但如果温度降至攝氏 40 度或以下,商業電子設備也會不想運作。然後,會有鹽霧的海洋環境。我們看到物聯網裝置部署在石油鑽井平台等地方,這不但是非常骯髒的環境,也是高濕度的環境。
我們遇到的其他重大挑戰之一是電源介面。通常,物聯網裝置專為在規範輸入電壓為 120 伏特 AC 地點的辦公室環境設計。在現場,它各不相同:在調車場,125 伏特 DC 很常見;在飛機,它是 28 伏特 DC;汽車為 12 伏特 DC 配送。
David Zhu-Grant:它們被稱為非地毯式環境:它們仍在室內,但並不是真的像辦公室環境。您仍然可以在那裡看到温度極端和空氣中的微粒。正如 Chad 提到,塵埃確實會影響冷卻,且從電路板的角度來看,也可能會影響可靠性。電磁干擾是另一個重要的問題。很多倉庫和工廠都有在啟動和停止的大型機器,例如空調裝置,並且會引起 EMI 問題。
即使是在室內,您仍必須處理可靠性與長期使用的問題。如果處於過熱太久,則電腦無法持久。
環境本身在建立或改善堅固裝置方面如何發揮作用?
Chad Hutchinson:以衝擊與震動為例。從機械的角度來看,您必須防止電路卡之間的任何差動,因為這些都是不同差動造成問題的目標位置。因此,如果您能以確實堅硬的機殼防止差動,那麼將會有所幫助。
「OT 網路安全性與 IT 安全性在根本上天差地別,因為在工業環境中,需要管理多個作業系統和專有資料通訊協定,」CASwell(專門從事網路、安全和工業 IoT 應用程式的硬體製造商)副總裁 Ray Lin 表示。「在某些情況下,即使是伺服器和網路修補等基本安全措施也可能極具挑戰性。執行或升級 OT 安全性系統也很困難,因為在高價值的製造環境中,停機時間是令人無法接受的大忌。」
對製造業而言,好消息是硬體專家與工業網路安全性專家攜手合作,運用針對特定目的而打造的 OT 安全裝置來應對這些挑戰。這些彈性靈活且高效能的解決方案為製造商提供所需的安全性,同時也促進了嶄新的動態業務關係。
合作夥伴關係如何提升 OT 網路安全性
典型案例:CASwell 與一家工業網路安全公司及 Intel 合作,為大型半導體製造商開發 OT 安全性解決方案。這家製造商利用 IT 基礎架構保護製造設備,但又意識到這種方法已不再提供高風險產業所需的安全性。為了尋找專用的安全性解決方案,該公司聯繫網路安全公司,他們是應對 OT 融合挑戰的工業專家。
CASwell 及其合作夥伴在 OT 網路安全性方面(包括開發工業用途的入侵防護系統 (IPS))經驗豐富。由於他們在日本汽車業的工作,該安全服務供應商也具備博大的製造通訊協定資料庫,足以保護各種工業設備的安全。但這家半導體製造商有個獨特且極具挑戰性的要求:它想要的安全設備必須配備 96 個乙太網路連接埠,從單一裝置保護多個網路區段。
CASwell 便與網路安全性合作夥伴共同設計了一套解決方案。在 Intel 工程團隊的支援之下,CASwell 找到了一種方法,可達成客戶希望、前所未有的 96 個連接埠設定。大量的乙太網路連接埠可達成有效且易於管理的網路微切分,這是一種將 OT 網路拆分成子網路的基礎安全性做法。此舉可改善威脅可見度,並阻止網路犯罪分子將惡意軟體在工作負載之間傳播,這對於執行數千個程序的工廠而言是一大問題。
Inte CPU 提供解決方案所需的低延遲及邊緣運算效能。CASwell 及其合作夥伴的 IPS 軟體在安全設備上執行,並且即時檢查網路區段的資料封包是否存在惡意活動。IPS 軟體亦利用虛擬修補技術保護那些執行未修補軟體的舊裝置。根據已知的漏洞來檢查 OT 網路資料是否遭受攻擊,在可疑流量影響有漏洞的裝置之前搶先防患未然。
此外,CASwell 設計的安全設備可確保高可用性,足以承受工業環境中的嚴酷條件。堅固耐用的設計與散熱防護可達到比標準 IT 伺服器與防火牆裝置所支援的更高操作溫度,同時備援電源可防止意外停機。
雖然遠端技術簡單易用且能根據個人需求量身訂做,因此深受客戶青睞,但管理這項技術卻可能是令企業主頭痛的難題。企業主使用的平板電腦、銷售點設備、自助式服務機、感應器與數位招牌,都是由不同製造商生產,而且執行時使用的系統也無法與企業技術順利同步。因此很難發現故障,也不容易更新及保護周邊裝置。Android 裝置大量湧入市場之際,這個問題益發嚴重,倘若不派技術人員前往現場,使用 Windows 與 Linux 終端機的管理者幾乎解決不了問題。
除了為零售業和飯店餐飲業提供服務,端點管理還可幫助製造工廠順利運作,否則停機時間可能造成數百萬美元的損失。端點管理可協助醫療設施管理患者監控裝置,否則延誤或故障可能導致患者喪命。隨著機器學習和 AI 功能增加,採用率應該會提高。
舉例來說,Flytech 打算用 AI 執行預防性維護。Gilbert-Wines 表示,其他籌備中的解決方案包括管理電腦視覺應用程式,不僅可改善零售業結帳掃描的準確度,還能防止漏掃條碼。「我們正在為了推動這些解決方案發展而展開投資,因為未來的關鍵在於消費者的選擇,以及為行動裝置導向且非常靈活的新一代開發者賦予能力。」
在我們的生活中,環境追蹤及監控(或智慧定位)技術無所不在,無論是監視器或汽車內的備份輔助系統均使用到此類技術。然而,企業才正開始認識到將智慧定位與 AI 和數位分身等技術結合運用的可能性。如果您還不太熟悉數位分身的概念,請準備好了。我們接下來要來談談更進階的主題:時間。因為當特定資產在特定時刻被放在合適的位置時,監控與空間感知的影響力將無遠弗屆,不僅在於安全性或缺陷偵測。
當然,偉大的技術革新將帶來偉大的新技術。接下來,Intel 聯邦與航空市場總經理兼資深總監 Tony Franklin 將為我們詳細說明智慧定位的整體概念:這項技術能為我們解決的各項挑戰(不論挑戰在於現在或未來),以及旨在協助實現這一切的技術,其中包括 Intel SceneScape 平台(影片 1)。
影片 1。Intel 聯邦與航空市場總經理兼資深總監 Tony Franklin 說明了位置與智慧的重要性,以及使用 AI 與數位分身的相關資訊。
您如何看待使用數位分身與智慧定位技術的概念?
我認為,我們早就在頻繁使用智慧定位這項技術了,但我們根本不知道。每個人的手機裡都有 Google 地圖。任何有孩子的人都知道 Life360 這個應用程式:您可以準確知道任何人在哪裡,他們在那裡待了多久,以及他們的移動速度。
然而,從企業角度來看,我們才正開始從財務觀點認識到智慧定位的龐大影響力。因此,像 UPS 這類型的貨運公司,如果從 A 點運送到 B 點的定位不準確,就可能會耗費數百萬美元。這對於永續發展等方面也很重要。我最近讀到,美國 27% 的氣體排放來自運輸業。