극한의 실외 로보틱스를 위한 컴팩트 인텔리전스 — 중단 없는 연속 운용을 위한 설계

실외 순찰 및 점검 시나리오에서 운용되는 자율 사족 보행 로봇은 고도화된 인지 능력, 지능적인 의사결정, 그리고 정밀한 동작 제어 기능을 문제 없이 결합해야 합니다. 이러한 시스템은 RGB-D 카메라, LiDAR, IMU(관성 측정 장치) 등 다중 센서 입력을 융합하는 동시에, 불규칙하고 예측 불가능한 지형에서 낮은 지연 시간으로 실시간 다관절 다리 움직임을 조정할 수 있어야 합니다.

이를 실현하기 위해 개발자는 명확하게 정의되면서도 긴밀하게 협업하는 시스템 계층을 구축해야 합니다. AI 비전과 센서 융합을 처리하는 인지 계층, 모션 및 필드 I/O를 관리하는 결정론적 제어 계층, 그리고 먼지, 진동, 극심한 온도 변화를 견디며 24시간 내내 중단 없이 작동할 수 있는 견고한 하드웨어 기반이 필요합니다.

에너지, 화학, 중공업 시설과 같은 위험 환경용 자율 사족 보행 순찰 로봇을 개발하는 로보틱스 통합 업체에게, 이러한 도전 과제들은 공격적인 배포 일정과 엄격한 신뢰성 요구 조건으로 인해 더욱 가중되었습니다. 개발 팀에게는 시스템 통합 속도를 높이고, 실제 현장 조건에서도 안정성을 유지하며, 워크로드 진화에 따라 비용이 많이 드는 재설계 없이도 연산 능력을 확장할 수 있는 컴퓨팅 아키텍처가 반드시 필요했습니다.

ADLINK와의 파트너십을 통해 AI 인식을 위한 DLAP-211-Orin 과 결정론적 제어 및 모듈형 I/O를 위한 SBC35-RPL 및 SBC-FM을 결합한 특수 목적의 이중 컴퓨팅 아키텍처를 채택함으로써, 개발사는 시스템 복잡성을 줄이고 개발 주기를 단축하며 안정적인 실외 배포를 가능하게 하는 소형의 견고한 컴퓨팅 기반을 구축했습니다.

도전 과제: 신뢰성, 통합 속도 및 결정론적 제어

실제 양산형 사족 보행 로봇 개발 단계로 접어들면서, 비즈니스 성패를 좌우할 몇 가지 핵심적인 도전 과제들이 나타났습니다.

혹독한 환경에서 365일 24시간 작동

로봇은 먼지, 진동, 급격한 온도 변화를 견디며 성능 저하, 불안정성 또는 예기치 않은 가동 중단 없이 실외에서 지속적으로 작동해야 했습니다.

AI 성능과 실시간 제어의 균형 유지

비전 워크로드를 위한 고성능 AI 추론이 결정론적 모션 제어를 방해해서는 안 됩니다. 단일 컴퓨팅 방식은 리소스 경합을 초래할 위험이 있으며, 이는 모션 수행 중 지연 시간, 지터, 시스템 불안정성으로 이어질 수 있습니다.

협소한 공간 및 배선 제약

로봇의 몸체와 다리 내부의 공간 좁기 때문에, 배선과 조립 및 장기적인 유지보수를 간소화할 수 있는 컴팩트한 컴퓨팅 노드, 견고한 커넥터, 그리고 고도로 통합된 I/O가 반드시 요구되었습니다.

이종 주변 장치의 빠른 통합

이 시스템은 RGB-D 카메라, LiDAR, IMU(관성 측정 장치), 유연한 모션 제어 인터페이스(EtherCAT 또는 CAN), SBus 원격 제어 및 서비스 인터페이스의 원활한 통합을 필요로 했습니다. 특히, 내구성이 약한 어댑터나 프로토콜 변환기에 의존하지 않고 이러한 모든 요소를 직접 연결할 수 있어야 했습니다.

이러한 과제들을 해결하지 못했다면, 배포 시기를 놓치게 됨은 물론 수동 점검으로 인한 운영 비용 상승, 그리고 급변하는 로보틱스 시장에서의 경쟁 우위를 잃게 되었을 것입니다.

에이디링크: 신뢰할 수 있고 확장 가능한 로보틱스를 위한 공동 엔지니어링 파트너

365일 24시간 실외 임무를 위한 설계 — 신뢰할 수 있는 산업용 신뢰성

에이디링크의 임베디드 컴퓨팅 플랫폼은 극한의 환경에서 연속 운용을 위해 기초 설계 단계부터 철저히 기획되었습니다. 넓은 동작 온도 범위 지원, 견고한 커넥터, 그리고 산업용 등급의 부품 채택을 통해, 선정된 솔루션은 장기적인 실외 순찰에 필수적인 안정성을 제공합니다.

이러한 신뢰성은 예측 가능한 운영을 보장하고 유지보수 부담을 줄여주며, 원격지의 중대한 점검 시나리오에 로봇을 배치할 때 더 큰 확신을 제공합니다.

분산형·최적화 워크로드를 위한 듀얼 컴퓨팅 아키텍처

모든 워크로드를 단일 시스템에 무리하게 통합하는 대신, 에이디링크는 각 계층의 책임과 역할을 명확히 분리하여 적재적소에 작업을 배분하는 분산형 최적화 아키텍처를 실현했습니다.

• DLAP-211-Orin (NVIDIA^. Jetson Orin™ NX) AI 인지 및 비전 추론을 담당하며, 다음 기능을 지원합니다:
  • USB 3.0을 통한 RGB-D 카메라
  • 기가비트 이더넷을 통한 LiDAR
• SBC35-RPL(Intel^. https://www.adlinktech.com/products/industrial_motherboards_sbcs/35_sbc_board/sbc35-rpl?lang=ko + SBC-FM(AFM 모듈형 I/O) 결정론적 모션 제어 및 필드 I/O 관리(다음 사항을 포함하되 이에 국한되지 않음):
  • 유연한 motion control을 위한 EtherCAT 또는 CAN, 원격 제어를 위한 USB2-TTLSBus를 통한 IMU
  • 듀얼 기가비트 이더넷, PCIe, USB 및 DI/DO 연결

두 시스템은 기가비트 이더넷을 통해 인지 결과와 제어 명령을 교환하며, 이를 통해 명확한 워크로드 격리, 예측 가능한 실시간 동작, 그리고 간소화된 시스템 검증을 보장합니다.

이 아키텍처는 각 프로세서가 상호 간섭 없이 최대 효율로 작동하도록 지원하며, 디버깅, 검증 및 향후 업그레이드 과정을 간소화합니다. 또한, 제어 백본에 영향을 주지 않으면서 AI 노드를 독립적으로 확장하거나, 결함을 대비한 중복 컴퓨팅을 추가하고, 센서 전처리를 위한 엣지 노드를 추가 도입할 수 있는 아키텍처적 유연성을 제공합니다.

배선을 간소화하고 초기 구축 시간을 단축하는 모듈형 I/O

ADLINK의 SBC-FM 적응형 기능 모듈은 시스템 통합에 핵심적인 역할을 합니다. 다양한 I/O를 소형 맞춤형 모듈로 통합함으로써, 이 솔루션은 신뢰성이 떨어지는 USB 변환기를 없애고 로봇 내부의 배선 복잡성을 획기적으로 줄여줍니다.

주요 이점은 다음과 같습니다.

• 로봇의 기계적 구조에 맞춰 설계된 정돈된 핀 배열
• 시스템 부팅 및 검증 속도 향상
• 산업용 등급의 직접 인터페이스를 통한 장기적 신뢰성 향상

이러한 모듈형 I/O 전략은 고객사의 개발 주기를 약 30% 단축했으며, 프로토타입(시제품)에서 실제 현장 배포로의 전환을 가속화했습니다.

프로젝트 일정을 준수하는 전문 엔지니어링 역량

에이디링크의 가치는 단순한 하드웨어 공급을 넘어섭니다. 에이디링크의 엔지니어링 팀은 개발 전 과정에 걸쳐 고객사와 긴밀히 협력하며 다음을 제공했습니다:

• 회로도 설계 검토
• BIOS 사용자 정의
• 열 챔버 테스트
• 통합 과정 중 현장 기술 지원

이러한 협업 중심의 접근 방식은 통합 과정의 고질적인 병목 현상을 제거하고 리스크를 낮추었으며, 연구실 수준을 넘어 실제 현장의 운영 요구 사항을 완벽히 충족하는 플랫폼을 보장했습니다.

공간과 전력이 제한된 환경에서 고성능 컴퓨팅

네발 로봇에서는 모든 입방 센티미터와 전력 소비가 중요합니다. ADLINK의 소형 SBC35-RPL은 3.5인치 폼팩터에 강력한 엣지 컴퓨팅 성능을 제공하는 동시에 저전력 소비와 팬리스 작동 옵션을 지원합니다.

한편, DLAP-211-Orin은 인지 워크로드에 확장 가능한 AI 성능을 제공합니다. AI 모델이 발전하거나 비전 요구 사항이 증가함에 따라 개발자는 제어 또는 I/O 아키텍처를 변경하지 않고도 DLAP SKU를 업그레이드할 수 있으므로 소프트웨어 투자를 보호하고 시스템 로드맵을 유지하며 제품 수명을 연장할 수 있습니다.

실외 로봇 공학 혁신가를 위한 청사진

이 프로젝트는 로봇 개발자들이 공격적인 시장 출시 목표를 달성하는 동시에, 실제 현장 배포에 즉시 투입 가능한 견고하고 확장성 있는 시스템을 어떻게 구축할 수 있는지 잘 보여줍니다.

주요 이점은 다음과 같습니다.

• 인공지능 및 결정론적 제어를 위한 이중 컴퓨팅 아키텍처
• 깔끔하고 모듈화된 I/O 통합 SBC-FM
• 야외 환경에서 365일 24시간 안정적인 산업적 신뢰성을 제공
• 밀착형 공동 엔지니어링 지원을 통한 개발 속도 향상
• 시스템 재설계 없이 확장 가능한 AI 성능

시제품에서 순찰 현장까지 — 로봇 전문 파트너와 함께

사족 보행 순찰 로봇, 자율 점검 플랫폼, 또는 차세대 실외 로봇 시스템 그 무엇을 구축하든, 에이디링크의 임베디드 컴퓨팅 솔루션은 개념 단계에서 연속적인 현장 운영으로 나아가는 데 필요한 성능, 신뢰성 및 유연성을 확신과 함께 제공합니다.

에이디링크의 듀얼 컴퓨팅 아키텍처, 모듈형 I/O, 그리고 심층적인 엔지니어링 협업을 통해, 로봇 공학 혁신가들은 가장 본질적인 가치에 집중할 수 있습니다. 바로 실제 현장에서 안전하고 신뢰할 수 있으며, 자율적으로 작동하는 지능형 기계를 배포하는 것입니다.

에이디링크의 임베디드 컴퓨팅 솔루션으로 차세대 로봇 도입을 가속화하세요.