لینک کوتاه مطلب : https://hsgar.com/?p=6311

به سمت شتاب دهنده های ربات، دموکراتیک کردن شتاب سخت افزاری در رباتیک

Acceleration Robotics و دانشگاه هاروارد در ژاپن یک معماری باز برای روبات‌های شتاب‌دهنده سخت‌افزار ارائه خواهند کرد که به نمونه‌سازی اولیه کمک می‌کند.تراشه های رباتو محاسبات ربات را سریعتر کنید

بیانیه مطبوعاتی (انگلیسی) ارتباط دادن
نوتا د پرنسا (اسپانیا) ارتباط دادن

معماری باز برای شتاب سخت‌افزاری در ROS 2، ROS را گسترش می‌دهد تا به طور یکپارچه از استقرار برنامه‌های رباتیک بر روی سخت‌افزار شتاب‌دهنده از فروشنده و پلتفرم آگنوستیک پشتیبانی کند. زیرساخت یکپارچه ردیابی و محک زدن، کاربران را قادر می سازد تا سیستم را تجزیه و تحلیل کنند و برای بهینه سازی عملکرد، بهبودهای طراحی استراتژیک را انجام دهند.

ویتوریا-گاستیز، اسپانیا – رباتیک شتاب دهنده – یک استارتاپ نیمه هادی رباتیک مستقر در کشور باسک، اسپانیا – به همراه پروفسور ویجی جاناپا ردی از دانشگاه هاروارد و محققان در آزمایشگاه محاسبات لبه هاروارد آخرین کار خود را در اکتبر آینده در ژاپن ارائه خواهند کرد دموکراتیک کردن استفاده از شتاب سخت‌افزاری در رباتیک به شیوه‌ای مقیاس‌پذیر، فروشنده و فناوری ناشناس. با عنوان “RobotCore: یک معماری باز برای شتاب سخت افزار در ROS 2مقاله آنها یک پیاده سازی مرجع از ستون های معماری و کنوانسیون های برنامه نویسی مورد نیاز برای معرفی شتاب سخت افزاری در رباتیک به شیوه ای پایدار، و اجتناب از قفل شدن فروشنده های نیمه هادی را توصیف و افشا می کند. به‌طور خلاصه، شتاب سخت‌افزاری امکان ایجاد معماری‌های محاسباتی سفارشی (به نام روبات «شتاب دهنده ها” یا “هسته ها”) که از موازی سازی محاسباتی بهره برداری می کنند. به جای ساختن صرفاً بر روی پردازنده‌ها، با شتاب سخت‌افزاری (از طریق FPGA یا GPU)، روباتیک‌ها می‌توانند ربات‌های سریع‌تر را با کاهش زمان محاسبات، مصرف انرژی کمتر و پاسخ‌های قطعی‌تر تقویت کنند. ایده اصلی پشت تحقیقات آنها تسهیل فرآیند استفاده از این فناوری است که به گفته محققان، با راه حل های فعلی نیاز به “تخصص در هر پلت فرم سخت افزاری (شتاب) خاص دارد.

تلاش پژوهشی توسط ویکتور مایورال-ویلچسیک رباتیک باتجربه و یک معمار سابق سیستم در Xilinx (اکنون AMD) که شرکت را ترک کرد تا استارتاپ خود را ایجاد کند (Acceleration Robotics) که بر ایجاد این موارد تمرکز دارد. ربات های شتاب دهندهیا بلوک های ساختمان نیمه هادی برای روبات هایی که CPU، FPGA و GPU را با هم ترکیب می کنند. کل گروه با هم معماری باز خود را در برابر سیستم عامل روبات (ROS 2)، یک رابط برنامه نویسی رویداد محور محبوب برای ساخت برنامه های کاربردی ربات نشان دادند. نتیجه ربات های شتاب دهنده در مقایسه با عملکرد CPU مدرن، سرعت محاسبات قابل توجهی را ارائه می دهد:

ربات ها ماشین های قطعی هستند. رعایت مهلت های زمانی در محاسبات آنها مهمترین ویژگی است. رفتارهای آنها به شکل نمودارهای محاسباتی، با جریان داده ها بین گره ها، در سراسر شبکه های فیزیکی (گذرگاه های ارتباطی) و در حین نگاشت به حسگرها و محرک های زیرین است. این روزها انتخاب محبوب برای ساخت نمودار برای روبات ها ROS است. اکثر شرکت‌هایی که ربات‌های واقعی می‌سازند از ROS یا چارچوب‌های نرم‌افزاری رویداد محور مشابه استفاده می‌کنند، اما این کار را به شیوه‌ای CPU محور انجام می‌دهند. ما در کار خود نشان دادیم که چگونه شتاب سخت‌افزاری که FPGA و GPU را به درستی ترکیب می‌کند، می‌تواند انقلابی در رباتیک ایجاد کند، جبرگرایی را افزایش دهد و زمان پاسخ ربات را تسریع کند و برنامه‌های کاربردی جدید را با روبات‌ها امکان‌پذیر کند. – ویکتور مایورال-ویلچسرباتیک شتاب دهنده, موسس.

خط لوله درک ROS 2 (2 گره)عملکرد بر وات (Hz/W). عملکرد FPGA + CPU اندازه‌گیری شده که روی AMD KV260 در مقابل GPU + CPU در Jetson Nano 2GB اجرا می‌شود. اندازه‌گیری‌ها یک گره دو گره (عملیات تصحیح و تغییر اندازه) را ارائه می‌دهند که پیش پردازش گراف عملکرد در هر وات (Hz/W) است. کد منبع موجود در درک_2 گره.
هریس تأخیر زمان اجرا هسته (ms). درک FPGA + CPU که روی AMD KV260 اجرا می شود در مقابل پردازنده گرافیکی + CPU که در Jetson Nano 2GB اجرا می شود. اندازه‌گیری‌ها زمان اجرا هسته را بر حسب میلی‌ثانیه نشان می‌دهند و سربار زیرساخت ارسال پیام ROS 2 و سربار انتقال داده دستگاه میزبان (GPU یا FPGA) را کنار می‌گذارند.
هیستوگرام گرادیان های جهت دار (HOG)تأخیر زمان اجرا هسته (ms). گره ادراک FPGA + CPU ROS 2 که روی AMD KV260 اجرا می‌شود در مقابل GPU + CPU که در Jetson Nano 2GB اجرا می‌شود. اندازه‌گیری‌ها زمان اجرا هسته را بر حسب میلی‌ثانیه نشان می‌دهند و سربار زیرساخت ارسال پیام ROS 2 و سربار انتقال داده دستگاه میزبان (GPU یا FPGA) را کنار می‌گذارند.

این بخش از تحقیق همچنین به ما اجازه می‌دهد تا راه‌حل‌های محاسباتی مختلف در رباتیک را به راحتی مقایسه و محک بزنیم و راه را برای توانمند ساختن رباتیک‌ها برای نمونه‌سازی اولیه طرح‌های سخت‌افزاری برای روبات‌های سیلیکونی و در عین حال حفظ شیوه‌های توسعه رایج در رباتیک هموار می‌کند. نتایج آنها با ROS 2، یک کیت توسعه روباتیک محبوب، نشان داده شد، اما می‌توان آن را با سایر چارچوب‌های رباتیک نیز استفاده کرد.

مقاله آنها در کنفرانس بین المللی ربات ها و سیستم های هوشمند (IROS 2022) که یکی از معتبرترین مکان ها در زمینه رباتیک است پذیرفته شده است و اکتبر آینده در کیوتو (ژاپن) ارائه خواهد شد.

منابع اضافی

درباره رباتیک شتاب دهنده

رباتیک شتاب دهنده شرکتی است که بر روی طراحی مغزهای سفارشی شده برای روبات ها متمرکز شده تا زمان پاسخگویی آنها را تسریع کند. این شرکت که توسط متخصصان برتر روباتیک برای ارائه بلوک‌های ساختمانی نیمه‌رسانا برای روبات‌ها تأسیس شده است، از GPU و FPGA برای ایجاد سخت‌افزار سفارشی استفاده می‌کند که سرعت عملکرد ربات را افزایش می‌دهد.

درباره آزمایشگاه محاسبات لبه

را آزمایشگاه محاسبات لبه در دانشکده مهندسی و علوم کاربردی جان آ. پالسون در دانشگاه هاروارد زندگی می کند. تیم معماران سیستم کامپیوتری آن در پلتفرم‌های محاسبات لبه، با تخصص در درک تعاملات بین مدارها، معماری و لایه‌های نرم‌افزار تخصص دارند.

لینک منبع

ارسال یک پاسخ

آدرس ایمیل شما منتشر نخواهد شد.