Edge-KI-Lösungen Künstliche Intelligenz für Fabrik, Stadt und Verkehr

Von Johann Wiesböck

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Innodisk punktet im KI-Markt mit den Kompetenzen Integration, Anwendungswissen und KI-Fähigkeit. Dieser Beitrag zeigt Anwendungsbeispiele aus den Bereichen Smart City, intelligente Fabrik und Transportation.

Intelligenten Straßenbeleuchtung in Taipei:  Die Lösung besteht aus Beleuchtung, Sicherheitswarnungen, Verkehrsbeurteilungen, Parkplatzerkennung und Umweltsensorik.
Intelligenten Straßenbeleuchtung in Taipei: Die Lösung besteht aus Beleuchtung, Sicherheitswarnungen, Verkehrsbeurteilungen, Parkplatzerkennung und Umweltsensorik.
(Bild: Innodisk)

Die Notwendigkeit, riesige Mengen an Echtzeitdaten, die von IoT-Devices generiert werden, effizient zu verarbeiten und dabei Ausfallzeiten und Wartungskosten zu reduzieren, sind die Hauptfaktoren für das Wachstum des KI-Marktes. Daher wird sich Künstliche Intelligenz zu einem der Schwerpunkte der globalen Technologien entwickeln. Die fünf wichtigsten Anwendungen für KI liegen in den Bereichen Wissensmanagement, virtuelle Assistenten, autonome Fahrzeuge, digitale Arbeitsplätze und Crowd-Sourced Data.

Der taiwanesischer Speicher- und Embedded-Spezialist Innodisk expandiert massiv in den KI-Markt und setzt dabei auf seine drei Kernkompetenzen Integration, Anwendungswissen und KI-Fähigkeit. Zahlreiche Anwendungen wurden dabei in der jüngsten Vergangenheit bereits realisiert. Drei typische Beispiele davon stellt dieser Beitrag vor.

Von der Straßenbeleuchtung zum Verkehrsmanagement

Das Projekt einer intelligenten Straßenbeleuchtung wurde von Innodisk in der taiwanesischen Hauptstadt Taipei City gemeinsam mit dem dort ansässigen Project Management Office realisiert. Die Lösung besteht aus Beleuchtung, Sicherheitswarnungen, Verkehrsbeurteilungen, Parkplatzerkennung und Umwelterkennung durch die Einbindung von Luftqualitätssensoren.

Eine Herausforderung bei der Realisierung des Projektes war die Latenzzeit bei der automatischen Nummernschilderkennung (ALPR). Hier kam die Edge-AI-Plattform Aetina zum Einsatz. Sie erreicht eine hochauflösende Bilderkennung in Echtzeit. Dann müssen verschiedene Umweltindikatoren über mehrere Sensoren gleichzeitig erfasst werden.

Der Sysinno-Außenluftqualitätsdetektor iAeris3 liefert Umweltberichte einschließlich Temperatur, Luftfeuchtigkeit, flüchtige organische Verbindungen, Formaldehyd, Ozon, Schwefeldioxid und Stickstoffdioxid. Der Benutzer kann bis zu neun Luftfaktoren gleichzeitig auswählen. Eine weitere Aufgabe war die Einbindung von externen Komponenten wie beispielsweise Kameras, die eine Stromzufuhr benötigen. Die Aetina Mini-Serie M2 ist mit PoE (Power over Ethernet) ausgestattet.

Dieses handflächengroße Gerät besitzt eine hohe Leistung bei einem geringen Stromverbrauch. Als Speicher werden Innodisk M.2 (P42) 3TE6 SSD - DRAM-lose SSD mit PCIe-Schnittstelle und industriellem 3D TLC NAND-Flash verwendet.

Die Mini-Serie M2 von Aetina mit zwei PoE-gespeisten Kameras ist zusammen mit Innodisk‘s DRAM- und Flash-Speicher sowie dem Außenluftdetektor von Sysinno eine komplette intelligente Straßenbeleuchtungslösung. Sie liefert Sicherheitswarnungen, Verkehrsbeurteilungen, Parkplatzerkennung und Informationen über die Umwelt.

Automatische optische Prüfung mit Echtzeit-Inferenz

Die Herstellung von gedruckten elektronischen Bauteilen umfasst das Rolle-zu-Rolle-Verfahren (R2R-Verfahren, engl. roll-to-roll), den Beschnitt, die optische Erfassung der Oberfläche und die Markierung von Fehlerstellen.

Von entscheidender Bedeutung ist ein schnelles und hochpräzises Inspektionssystem für Druckfehler, um Schäden und Defekte während der verschiedenen Produktionsschritte zu erkennen und zu verhindern. Ohne KI müssen die Mitarbeiter jedes Produkt manuell prüfen. Diese Prüfung dauert im Durchschnitt drei Sekunden. Außerdem kann die Genauigkeit der manuellen Prüfung pro Prüfer sehr unterschiedlich ausfallen. Um diesen Prozess effizienter zu gestalten und Ungenauigkeiten zu reduzieren, entwickelte Innodisk eine KI-Lösung für die automatisierte optische Inspektion (AOI).

Dabei musste berücksichtigt werden, dass die Einrichtung von Kameras, Sensoren und KI-Rechenplattformen normalerweise sehr zeitaufwändig ist und unbemannte Systeme oft abstürzen. Techniker, die dann vor Ort eingesetzt werden, sind dabei meist sehr kostspielig. Die von Innodisk entwickelte Gesamtlösung bringt alle Aspekte von AI-Computing-Plattformen auf einfache Weise zusammen und das Out-of-Band-Fernverwaltungsmodul InnoAgent ermöglicht einen Neustart der Systeme von jedem beliebigen Standort aus.

Die Lösung von Innodisk kombiniert die Vorteile des EXOU-X261 FPGA Machine Vision Solution Kit und des InnoAgent Out-of-Band-Moduls, um eine automatisierte Bildverarbeitungsinspektion mit Out-of-Band-Fernverwaltung zu erreichen. Das System nutzt Deep Learning, um Montagefehler zu erkennen und zu kennzeichnen. Darüber hinaus kann das System in großem Umfang eingesetzt und verwaltet werden, was eine völlig autonome Inspektion in jeder Fabrik ermöglicht.

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Dank des integrierten InnoAgent-Moduls ist das System hochverfügbar und kann aus der Ferne neu gestartet werden, wenn das Betriebssystem Probleme wie einen blauen Bildschirm hat oder die primäre Netzwerkverbindung ausfällt. Das InnoAgent Out-of-Band-Modul ermöglicht es außerdem, die Systemstatistiken weltweit über die iCAP-Plattform von Innodisk zu überwachen.

Verkehrsflusskalkulation und Fahrzeugerkennung

Das Verkehrsmanagement ist entscheidend für die Sicherstellung der Mobilität auf der Straße und des Verkehrsflusses. Echtzeitsteuerung und -vorhersage sind die ersten Schritte zu einem intelligenteren Verkehrsmanagement und einem effizienten Transportwesen. Die KI-Abteilung von Innodisk wurde mit der Entwicklung einer Gesamtlösung beauftragt, die hohe Leistung und nahezu 100%ige Verfügbarkeit gewährleistet. Eine Echtzeitkontrolle und -vorhersage erfordert hochleistungsfähige KI-Rechner und sicherheitsrelevante Systeme erfordern hohe Verfügbarkeit und 24/7-Fernzugriff.

Zum Einsatz kamen das lüfterlose KI-System Innodisk AOSI-020 mit Hailo-8TM Edge-KI-Prozessor, der bis zu 8Tera-Operationen pro Sekunde bietet. Das Innodisk InnoAgent OOB Remote Management Modul ermöglicht ein Out-of-Band Remote Management von Systemen, selbst wenn diese abgestürzt sind. Das Innodisk SATADOM-SH 3TE7 unterstützt mehrere industrielle Funktionen, einschließlich TRIM, NCQ und S.M.A.R.T.

Die Komponenten bilden ein hochleistungsfähiges Verkehrsmanagementsystem. Dieses besitzt eine nahezu 100prozentige Betriebszeit, da das System von jedem beliebigen Ort aus über die Out-of-Band-Fernverwaltungsfunktionen von InnoAgent zu verwalten ist. Neben der hohen Verfügbarkeit kann man über das InnoAgent-Modul auch Remote-Befehle an das System senden, wie z. B. Neustart und Ein-/Ausschalten. (jw)

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