AI on the Edge: Rutronik System Solutions sviluppa una demo per il controllo AI con riconoscimento gestuale radar basata su Infineon PSOC™ Edge E84
Con senso e ragione – e una profonda comprensione dei requisiti nello sviluppo di applicazioni innovative per i mercati futuri rilevanti. È così che gli esperti di Rutronik System Solutions stanno lavorando allo sviluppo continuo di schede base e adattatori esistenti, nonché alla loro integrazione in dimostrazioni orientate all’applicazione. L’ultimo esempio è un sistema di controllo AI con riconoscimento gestuale tramite radar RAB3 e riconoscimento di parole chiave basato su Infineon PSOC™ Edge E84. Questo microcontrollore consente il calcolo decentralizzato di reti neurali “on the edge”, aumentando così la velocità, la stabilità e la sicurezza del sistema sviluppato.
Il PSOC™ Edge E84 e il kit di valutazione associato costituiscono il cuore – il “cervello” – della demo progettata da Rutronik System Solutions. A causa dell’enorme volume di dati che devono inevitabilmente essere elaborati nelle applicazioni AI, solitamente si ricorre a server cloud per i calcoli. L’integrazione del PSOC™ Edge E84 porta ora questa potenza di elaborazione dal cloud all’edge, creando un sistema chiuso. Questa capacità, combinata con funzionalità di sicurezza all’avanguardia come l’enclave protetta lockstep in un dominio always-on a basso consumo, l’Infineon Edge Protect Categoria 4 e l’attivazione standard Trusted Firmware-M e Mbed-TLS per operazioni crittografiche, garantisce la massima sicurezza.
I microcontrollori Arm® Cortex®-M della serie PSOC™ Edge E84 offrono MCU ad alte prestazioni e sicure con basso consumo energetico e accelerazione ML supportata dall’hardware. I dispositivi PSOC™ Edge sono basati sul potente Cortex-M55, inclusi il supporto Helium DSP in combinazione con Arm Ethos-U55, e un Cortex-M33 con acceleratore hardware NNLite a bassissimo consumo di Infineon, che alimenta le reti neurali in applicazioni di apprendimento automatico e AI.
Con gli “occhi” di Rutronik System Solutions
La demo impara a “vedere” tramite la Rutronik Adapter Board RAB3 – Radar, che si collega al kit di valutazione tramite interfaccia Arduino. È dotata del sensore radar Infineon XENSIV™ da 60 GHz, un IC radar discreto, e quindi della più recente tecnologia radar. I vantaggi dei sensori radar includono la possibilità di essere installati dietro certi materiali. Questo li rende invisibili e facilita la pulizia delle superfici. Ciò è particolarmente vantaggioso per ambienti con elevati requisiti igienici. Inoltre, il radar è ideale per applicazioni all’aperto perché funziona in modo stabile e affidabile anche esposto luce solare. L’XENSIV™ colpisce anche per il suo fattore di forma compatto e il basso consumo energetico. Ha un’antenna trasmittente e tre riceventi. L’antenna a forma di L consente misurazioni dell’angolo orizzontale, verticale e array, permettendo così una scansione radar completa.
Risparmio di tempo nello sviluppo di design propri
Il processo di addestramento per applicazioni controllate da gesti e voce richiede molto tempo, ma è essenziale per il corretto funzionamento del sistema. Rutronik System Solutions ha già insegnato all’MCU quali significati associare a una vasta gamma di movimenti della mano e quale reazione deve seguire a parole chiave predefinite (Down, Go, Left, No, Right, Stop, Up e Yes). Per ricevere una reazione anche a movimenti eseguiti in modo meno preciso, gli sviluppatori hanno evitato l’utilizzo di una rete neurale. Questo significa che la demo è pronta per l’applicazione specifica del cliente. Naturalmente, è comunque possibile insegnare comandi gestuali individuali. Se un’applicazione richiede una maggiore robustezza nel riconoscimento gestuale, ciò può essere ottenuto integrando una rete neurale. Queste sono anche indispensabili se si desidera una classificazione specifica vero/falso delle azioni.
Il PSOC™ Edge E84 dispone di un rilevamento acustico always-on, che consente l’uso in interfacce HMI con basso consumo energetico in modalità attiva e standby, prolungando così la durata della batteria nei prodotti alimentati a batteria. Per la demo con parole chiave, sono collegati microfoni digitali di Infineon, che fungono efficacemente da “orecchie” per il controllo vocale in tempo quasi reale del motore.
Il controllo motore della demo è implementato tramite un motore BLDC a otto poli con sensori HALL integrati, anch’esso di Infineon. Questo funziona in parallelo ai processi di riconoscimento vocale e controllo gestuale sullo stesso microcontrollore.
Rutronik System Solutions completa la demo con un display touch IPS TFT da 1024 x 600 di Raystar, supportato in modo ottimale dal PSOC™ Edge E84 di Infineon grazie alla sua unità di elaborazione grafica 2.5D a basso consumo energetico e al controller display con interfaccia MIPI-DSI/DBI (fino a 1024 x 768).
Ottimizzato per l’Edge
Con lo spostamento dell’AI dal cloud all’edge, Rutronik System Solutions offre l’opportunità di ottimizzare significativamente le applicazioni intelligenti (outdoor). “I sistemi realizzabili con la nostra demo sono molto meno soggetti a interferenze da luce solare grazie al radar, più sicuri contro l’intercettazione dei dati grazie all’approccio ‘on the edge’ e, soprattutto, siamo in grado di ridurre i tempi di latenza che rappresentano un problema significativo per l’efficienza nei processi basati su soluzioni cloud convenzionali,” spiega Stephan Menze, Head of Global Innovation Management di Rutronik.
“Con questa demo, che – come tutte le soluzioni di Rutronik System Solutions – si basa sull’integrazione dei componenti più innovativi dei nostri partner, permettiamo ai clienti interessati di realizzare le proprie applicazioni smart in una frazione del tempo di sviluppo normalmente necessario.”
