비디오 분석 기능을 갖춘 자율 기계는 24시간 내내 일상적인 검사 및 이상 탐지 작업을 수행할 수 있다
산업용 애플리케이션에 사용되는 로봇의 수가 빠른 속도로 증가하고 있다. 제 4차 산업혁명은 이러한 로봇을 성공적으로 작동시키는 방법에 대해 많은 것을 이야기 한다. 제 5차 산업혁명으로 이동하면 다른 요소, 즉 동일한 작업 환경에서 사람과 로봇을 혼합하는 요소가 추가된다.
이러한 최첨단 환경의 로봇들은 자율형 모바일 로봇, AMR(Autonomous Mobile Robots)로 알려져 있다. AMR은 위치 센서와 컴퓨터 시야의 조합을 포함할 수 있는 내장형 센서들로 설계되어 있으며, 최첨단 인공지능(AI: Artificial Intelligence)과 딥러닝(DL: Deep Learning) 기술로 증강되었다. 이러한 "스마트"로 무장한 AMR은 물체 감지 및 인식이 가능하며, 지형이 지속적으로 변화할 수 있는 장소, 즉 통제되지 않는 환경도 통과하고 주변을 탐색할 수 있다. AMR은 주변 환경에 대한 정확한 인식을 가질 수 있어 주변의 인간 동료들에게 해를 끼치지 않고 기계와 인간의 긴밀한 협업이 가능하다. 또한, AMR은 장애물을 감지할 수 있으며, 급낙하와 같은 다시 돌아올 수 없는 영역도 피할 수 있다.
AMR은 공장 현장이나 다른 환경에 훌륭한 추가 기능이 될 수 있다. EVA와 결합하면 얻을 수 있는 혜택은 기하급수적으로 증가한다. (이미지 출처: Designnews.com)
항상 규칙을 준수하고 절대 지치지 않는 작업자
AMR의 장점은 인간과 달리 24시간 내내 작업을 할 수 있고 유지보수나 배터리 충전을 위해서만 멈추면 된다는 것이다. 그들은 열, 화학 물질 등의 영향 또한 훨씬 덜 받는다. 그리고 그들은 항상 맡은 바 임무를 충실히 수행하고 지치지 않는다.
AMR은 산업 시설, 변전소, 화학 공장, 창고 등에 대한 정기적인 검사를 포함하여 광범위한 작업을 수행할 수 있다. 이런 환경에서 로봇은 사물이 제자리에 있는지 확인하고, 어떤 것이 제자리에 있지 않을 때 이를 감지하는 등, 예를 들어 주변에 놓여 있는 도구나 물체가 출입구를 방해하는 것과 같이 화재의 위험성이 매우 큰 상황을 방지할 수 있는 작업을 수행할 수 있다.
AMR의 또 다른 임무는 내장된 고해상도 카메라로 사람의 눈으로 보기 어려운 잠재적 문제를 감지하는 것이다. 예를 들면, 부속품 부식, 파이프 균열, 증기 분출, 바닥에 액체 방울, 누출 및 웅덩이 등이 발견되면, 로봇은 인간 운영자에게 경고를 보낸다.
AMR을 위한 작업 환경에 따라 다른 수준의 기능이 포함되어야 한다. 예를 들어 로봇이 극한 온도에 노출될 수 있는 경우 광범위한 작동 온도 범위가 필요할 수 있다. 충격과 진동도 마찬가지다.
이와 같은 기능을 구현하는 한 가지 방법은 로봇 안에 인공지능(AI)을 내장하는 것이다. 하지만 우리가 알고 있는 것처럼, AI는 이전에는 클라우드에서만 가능했던 대량의 컴퓨팅 성능을 필요로 한다. 그러나 클라우드 컴퓨팅과 관련된 대기 지연으로 인해 클라우드 간에 데이터를 주고받을 경우 문제가 발생하고 비용 또한 많이 들 수 있다. 대부분의 경우, 밀리세컨드로 폭발하는 장비와 파이프의 파열 사이에서 차이를 만들 수 있다. 또한 클라우드 기반 솔루션은 단 몇 초라도 인터넷 연결이 중단되지 않을 것이라는 보장이 필요하다.
EVA 기반의 로봇의 등장
다행히도, 새로운 기술이 개발되어 AMR이 시설 내의 엣지에서 필요한 계산을 수행할 수 있게 되었다. 엣지 비디오 분석(EVA: Edge Video Analysis)으로 알려진 이 기술은 실시간으로 영상을 분석할 수 있는 기능을 제공한다. 여기에는 AI 계산이 포함되며, AMR을 '스마트 로봇'으로 만든다. 본질적으로, 이것은 오늘날의 강력한 마이크로프로세서 유닛(MPU)의 기능을 이용하여 수천 개의 작은 프로세서를 자랑하는 훨씬 더 강력한 그래픽 처리 유닛(GPU: Graphic Processing Unit) 과 결합함으로써 이루어진다. 이는 함께 AI 작업을 대규모 병렬로 수행할 수 있다.
EVA를 현실로 만든 에이디링크
에이디링크 테크놀로지는 엣지 컴퓨팅 애플리케이션을 위한 다양한 제품을 설계하고 제조한다. 에이디링크의 엣지 컴퓨팅 솔루션에는 GPU 가속 보드, 시스템 및 서버 레벨 제품이 포함되어 있어 시스템 설계자가 개별 엣지 컴퓨팅 애플리케이션을 위한 시스템 아키텍처를 구축하고 최적화할 수 있다. 에이디링크의 EVA 솔루션은 엔비디아 GPU와 젯슨 계열의 시스템을 모듈에 사용함으로써 시스템 응답성을 크게 향상시킨다.
대부분의 엔지니어들은 엔비디아의 기성품 GPU 카드와 통합된 냉각 팬에 익숙하다. 이러한 카드는 강력하지만 불행히도, EVA 애플리케이션에 항상 적합한 것은 아니다. 기성 카드는 일반적으로 에어컨이 있는 사무실이나 서버 룸과 같은 비적대적 저위험 운영 환경에서 사용하기 위한 것이기 때문이다.
에이디링크의 EVA 솔루션은 주변 환경 분석뿐만 아니라 로봇을 제어하기에 충분한 연산력을 자랑하며, 가혹한 환경에서 사용하기에 이상적인 견고한 유닛이 특징이다. 이는 분명히 AMR에 사용하기에 적합한 것이다. 이러한 특징에는 모바일 로봇 사용 시 만연한 충격과 진동의 가혹함을 견딜 수 있는 잠금식 커넥터가 포함된다. 또한 이러한 시스템은 최첨단 패시브 냉각 기술로 설계될 수 있으므로 팬이 필요하지 않다.
EVA 솔루션을 위해 에이디링크의 엔지니어링 팀은 파스칼과 최신 튜링 아키텍처를 기반으로 한 일련의 소형 MXM GPU 모듈 과 Jetson Nano, TX2, Xavier, AGX Xavier 등 모듈에서 젯슨 시스템 계열을 기반으로 한 엣지 AI 시스템 을 설계했다. 이러한 모듈 및 시스템은 EVA의 크기, 중량 및 전력 제약 조건을 다루지만 성능이 저하되지 않는다. 실제로, 그들은 약 절반의 전력을 소비하면서 동등한 처리 능력을 제공한다(그리고 더 적은 열을 생성). 그리고 기존의 그래픽 서브 시스템보다 더 긴 상용 수명을 가지고 있다.
에이디링크의 EVA 솔루션에는 USB 카메라, 이더넷 카메라, GMSL II 카메라 등 다양한 카메라 유형이 지원된다. 이를 통해 AMR의 설계팀은 대상 어플리케이션에 맞는 최적의 카메라를 선택할 수 있다.
클라우드 기반 아키텍처로 구상할 수 있는 중앙 허브로 모든 로봇이 통신해야 하는 솔루션과 달리 에이디링크는 로봇이 실시간으로 직접 서로 통신할 수 있는 분산형 통신 프로토콜을 사용한다. 이 아키텍처를 사용하여 로봇은 비디오 스트림을 엣지, 포그, 클라우드 서버로 전송하여 필요한 경우 추가 분석을 할 수 있다.
앞으로, 엣지 비디오 분석을 채택한 시스템은 다양한 장소에 배치되어, 교차 애플리케이션 세트를 수행할 것이며, 이 모든 것이 우리의 삶을 더 쉽고 안전하게 만들 것이다. 그리고 에이디링크가 이 급증하는 기술의 선두에 계속 서게 될 것이라고 안심하여도 된다.
에이디링크 GPU 솔루션에 대한 자세한 내용은 https://www.adlinktech.com/kr/adlink-gpu-solutions을 참조하십시오.
