Arduino chuyển từ bo mạch dành cho người đam mê sang trí tuệ biên

Arduino đã giới thiệu Ventuno Q, một hệ thống bo mạch đơn lai kết hợp bộ xử lý cấp Linux với vi điều khiển thời gian thực. Nền tảng này hướng đến các môi trường robot và điều khiển nhúng ứng dụng AI, vốn yêu cầu khả năng ra quyết định cục bộ mà không phụ thuộc vào đám mây.

Sản phẩm này đánh dấu một sự chuyển dịch về cấu trúc đối với Arduino. Công ty đang vượt ra ngoài phạm vi các bo mạch phát triển cơ bản để tiến tới những hệ thống có khả năng xử lý các tác vụ điện toán biên cấp công nghiệp.

Ventuno Q tích hợp khả năng xử lý Linux và điều khiển bằng vi điều khiển cho các tác vụ AI biên và robot.

Thiết kế kiến trúc kép dành cho trí tuệ thời gian thực

Ventuno Q kết hợp bộ xử lý ứng dụng hiệu năng cao với vi điều khiển STM32H5. Kiến trúc phân tách này tách các tác vụ điều khiển xác định khỏi khối lượng công việc tính toán cấp cao.

Linux đảm nhiệm suy luận AI, kết nối mạng và logic ứng dụng. Vi điều khiển thực hiện điều khiển chuyển động thời gian thực, lấy mẫu cảm biến và tác động xác định.

Loại bỏ độ trễ giữa nhận thức và điều khiển

Bằng cách đặt cả hai bộ xử lý trên cùng một bo mạch, Arduino loại bỏ độ trễ giao tiếp giữa các bộ điều khiển kiểu PLC truyền thống và hệ thống máy tính bên ngoài.

Thiết kế này cho phép đồng bộ chặt chẽ hơn giữa dữ liệu đầu vào từ cảm biến và phản hồi của máy, yếu tố rất quan trọng trong robot và các hệ thống tự động.

Kiến trúc bo mạch đơn mở rộng từ các hệ thống học tập về vi điều khiển sang điện toán nhúng cấp công nghiệp.

AI biên không phụ thuộc vào đám mây

Ventuno Q hỗ trợ thực thi AI ngoại tuyến, bao gồm các mô hình thị giác, nhận dạng giọng nói và phát hiện cử chỉ. Điều này làm giảm sự phụ thuộc vào hạ tầng đám mây và nâng cao khả năng chống chịu của hệ thống trong môi trường công nghiệp.

Các tùy chọn kết nối gồm WiFi 6, Bluetooth 5.3, CAN FD, I/O công nghiệp và giao diện camera MIPI, giúp bo mạch phù hợp với việc tích hợp robot và thị giác máy.

Hệ sinh thái phần mềm thúc đẩy triển khai

Arduino App Lab cung cấp các chuỗi công cụ AI dựng sẵn, giúp đơn giản hóa việc triển khai các mô hình học máy. Nhà phát triển cũng có thể tích hợp Edge Impulse cho các quy trình huấn luyện tùy chỉnh.

Sự kết hợp này làm giảm rào cản giữa tạo mẫu và triển khai cấp sản xuất trong các hệ thống AI nhúng.

App Lab cung cấp các chuỗi công cụ AI tích hợp cho việc triển khai mô hình ngoại tuyến và quy trình phát triển nhúng.

Vị trí của Ventuno Q trong hệ sinh thái công nghiệp

Sự hội tụ giữa độ chính xác của vi điều khiển và khả năng tính toán cấp Linux đưa Ventuno Q đến gần các bộ điều khiển nhúng công nghiệp hơn so với những bo mạch giáo dục truyền thống.

Trong bối cảnh này, sản phẩm nằm cùng nhóm với các nền tảng SBC công nghiệp lâu đời hơn được sử dụng trong tự động hóa và điều khiển. Những hệ thống như bo mạch bộ xử lý VP32502X Alstom cho thấy các máy tính bo mạch đơn cấp công nghiệp đã phục vụ hạ tầng đường sắt, năng lượng và điều khiển. Xem thêm tại đây: tài liệu tham khảo về hệ thống điều khiển công nghiệp bo mạch đơn.

Tuy nhiên, hướng tiếp cận của Arduino nhấn mạnh khả năng tiếp cận và triển khai AI nhanh chóng thay vì thiết kế hạ tầng có độ bền cao.

Định hướng của ngành: điều khiển và AI hợp nhất trong một lớp

Ventuno Q phản ánh xu hướng rộng hơn của ngành, trong đó các hệ thống điều khiển và bộ suy luận AI hội tụ vào những thiết bị biên thống nhất.

Thay vì tách riêng PLC, hệ thống thị giác và máy chủ tính toán, các kỹ sư hiện tích hợp tất cả chức năng vào những nền tảng lai nhỏ gọn.

Góc nhìn kỹ thuật về sự chuyển dịch của Arduino

Arduino đang định nghĩa lại vai trò của mình, từ tạo mẫu giáo dục sang điện toán biên công nghiệp cấp cơ bản. Ventuno Q cho thấy các hệ thống nhúng tích hợp AI không còn cần những ngăn xếp tính toán riêng biệt.

Định hướng này sẽ gây áp lực buộc các kiến trúc điều khiển truyền thống phải tích hợp AI một cách tự nhiên thay vì coi AI là một hệ thống con bên ngoài.

Oliver Grant, Phóng viên Hệ thống Công nghiệp — 14 năm kinh nghiệm với các nền tảng điều khiển nhúng, bao gồm tích hợp PLC Siemens, hệ thống tự động hóa Beckhoff và triển khai AI biên trong môi trường sản xuất.