Oggi presentiamo e traduciamo un articolo pubblicato da Steven Liu sul futuro delle HMI con processori AM62, sul sito della Texas Instruments.
In passato, un’interfaccia uomo-macchina (HMI) consisteva in un pannello di controllo fisico con pulsanti, interruttori e spie luminose che consentivano agli utenti di comunicare con una macchina. Con il progredire della tecnologia, è diventato possibile per gli utenti monitorare i processi, visualizzare le informazioni sullo stato e inviare comandi. Ora, le applicazioni HMI sono ovunque, comprese le app per smartphone utilizzate per controllare i televisori, i comandi vocali in un veicolo, il monitoraggio dei pazienti negli ospedali o i pannelli di controllo touchscreen in una fabbrica intelligente
Continuiamo a vedere un aumento dei punti di contatto con le macchine nella nostra vita quotidiana. Allora, qual è il futuro dell’HMI? Oltre alla raccolta, al controllo e alla visualizzazione dei dati, la prossima generazione di HMI porterà le applicazioni oltre le semplici interfacce uomo-macchina a metodi per fornire un’interazione uomo-macchina in cui le macchine possono agire in modo intelligente e comunicare con gli esseri umani. Ad esempio, l’accesso agli edifici tramite l’interazione touchless, il rilevamento di oggetti e gesti e il riconoscimento facciale, come mostrato nel video “Accesso intelligente agli edifici“.
Entrare in un nuovo mondo di interazione uomo-macchina richiederà applicazioni intelligenti e interattive con una nuova serie di sfide per i processori che rendono possibile l’HMI. Esaminiamo tre considerazioni per la prossima generazione di HMI.
N. 1: abilitazione di nuove funzioni con AI aat the edge
La nuova generazione di progetti HMI si baserà sull’intelligenza artificiale (AI) all’avanguardia per abilitare nuove funzioni. Ad esempio, la visione artificiale può consentire l’accesso controllato a una macchina tramite il riconoscimento facciale o consentire il funzionamento senza contatto con il riconoscimento dei gesti. Inoltre, l’aggiunta di funzionalità di intelligenza artificiale all’avanguardia come la visione artificiale ai progetti HMI può consentire analisi più accurate per gli stati correnti del sistema e manutenzione predittiva. Quando vengono create nuove applicazioni HMI, occorrerà considerare lo sforzo per lo sviluppo di applicazioni di intelligenza artificiale all’avanguardia, nonché le capacità del processore.
N. 2: Bilanciare prestazioni e potenza
Elevati livelli di integrazione su un singolo chip influiscono sul consumo energetico del dispositivo, soprattutto quando le funzioni di intelligenza artificiale perimetrale sono completamente abilitate. I piccoli fattori di forma tipicamente richiesti nei progetti intelligenti, specialmente in ambienti difficili, aggiungono un ulteriore livello di complessità al consumo energetico di un prodotto finale. I progettisti dovranno superare la sfida creando un progetto ad alta efficienza energetica, attento alle restrizioni termiche, senza aumentare il costo complessivo del sistema. Un design di alimentazione ottimizzato dovrebbe includere modalità a bassissimo consumo e più modalità a basso consumo per consentire una maggiore durata di un prodotto.
N. 3: integrazione di connettività intelligente e supporto differenziato del display
Il numero crescente di dispositivi e sensori a livello di campo e l’emergere di protocolli di comunicazione industriale in tempo reale pongono sfide anche alle nuove applicazioni HMI. Ad esempio, un HMI in un ambiente di fabbrica intelligente dovrà comunicare con altri dispositivi e macchine, il che significa che il design dell’HMI richiederà connettività e funzioni di controllo. Il display è un’altra considerazione progettuale per l’HMI e può fornire caratteristiche e modalità uniche per migliorare la comunicazione tra uomo e macchina.
Utilizzo della nuova famiglia di processori di TI nei progetti HMI
Poiché l’HMI continua ad evolversi, la tecnologia del processore alla base di queste applicazioni deve essere pronta per consentire tale evoluzione. Progettati per bassi consumi con molte periferiche industriali, i primi dispositivi della famiglia di processori SitaraTm AM62 di TI, i processori AM625 e AM623, portano l’elaborazione edge AI ad alta efficienza energetica alle applicazioni a doppio display e di piccole dimensioni con considerazioni per la prossima generazione di HMI.
I processori AM62 migliorano l’implementazione delle funzioni di intelligenza artificiale con un Arm Cortex-A53 scalabile da single a quad-core fino a una piattaforma a 1,4 GHz e con Linux mainline che supporta TensorFlow. Il software e le demo predefinite semplificano il processo di valutazione di un’applicazione di intelligenza artificiale perimetrale sui processori AM62, mentre le risorse e le accademie di sviluppo di intelligenza artificiale perimetrale aiutano a risparmiare tempo e fatica di progettazione.
Il design dell’alimentazione ottimizzato del processore supporta una tensione del core inferiore del 30% rispetto all’ultima generazione, riducendo il consumo energetico del sistema fino al 50% e offrendo prestazioni più elevate. Un design hardware semplificato consente una soluzione di sistema conveniente all’interno di dimensioni compatte. Diverse modalità di alimentazione a partire da 7 mW con alimentazione core consentono progetti portatili e alimentati a batteria.
Le risorse su chip, tra cui il trasmettitore ricevitore asincrono universale, l’interfaccia periferica seriale e I2C, offrono varie opzioni di connessione per i sensori o controller industriali più diffusi. I processori AM62 forniscono anche supporto dual Ethernet e supporto master EtherCAT con un ecosistema di terze parti.
I processori AM62 supportano un’ampia varietà di interfacce di visualizzazione, tra cui l’economico RGB888 e un’interfaccia di segnalazione differenziale a bassa tensione che supporta display 2K e ad alta definizione. Le funzionalità a doppio display consentono flessibilità e innovazione di progettazione.
Conclusione
Il futuro dell’HMI porterà intelligenza e innovazione nella comunicazione umana e macchina in un’ampia varietà di ambienti e applicazioni. Immagina una sala operatoria in cui un medico può interagire con un sistema di monitoraggio del paziente con la voce invece di toccare uno schermo per preservare l’ambiente sterile, o una fabbrica rumorosa in cui un lavoratore può utilizzare un pannello di controllo con un semplice gesto. Inizia il tuo design HMI di prossima generazione con la famiglia di processori AM62.
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Luigi_Morelli
Definire ciò che si è non risulta mai semplice o intuitivo, in specie quando nella vita si cerca costantemente di migliorarsi, di crescere tanto professionalmente quanto emotivamente. Lavoro per contribuire al mutamento dei settori cardine della computer science e per offrire sintesi ragionate e consulenza ad aziende e pubblicazioni ICT, ma anche perche’ ciò che riesco a portare a termine mi dà soddisfazione, piacere. Così come mi piace suonare (sax, tastiere, chitarra), cantare, scrivere (ho pubblicato 350 articoli scientfici e 3 libri sinora, ma non ho concluso ciò che ho da dire), leggere, Adoro la matematica, la logica, la filosofia, la scienza e la tecnologia, ed inseguo quel concetto di homo novus rinascimentale, cercando di completare quelle sezioni della mia vita che ancora appaiono poco ricche.