Robot, Cobot e Visione Artificiale: le tecnologie per l'Industria 4.0
Nell’industria del futuro l’uomo e le macchine collaboreranno sempre di più fianco a fianco: i computer, i robot e gli altri strumenti tecnologici, come i sistemi di intelligenza artificiale o visione artificiale, non saranno più solo “attrezzi del mestiere”, ma collaboratori attivi nel processo di produzione. Questa rivoluzione industriale si sta facendo strada già nel nostro presente attraverso l’utilizzo sempre più capillare di robot, robot mobili autonomi e cobot, i robot collaborativi.
Sono notevoli i vantaggi di cui le aziende possono beneficiare grazie all’utilizzo della robotica: efficienza produttiva, automazione di processi, precisione nei movimenti, riduzione dei costi e ottimizzazione delle risorse. I robot e cobot di ultima generazione sono inoltre più semplici da programmare e sono integrabili con i preesistenti sistemi produttivi. I progressi della tecnologia, soprattutto nel campo dell’intelligenza artificiale e Machine Learning, permettono alla robotica di integrarsi attivamente nei processi di produzione dell’industria 4.0.
Cobot, robot collaborativi per l’industria 4.0
I robot collaborativi, conosciuti come cobot, sono strumenti versatili che svolgono un ruolo chiave nei processi di automazione industriale, anche in contesti di piccole dimensioni. Per ottenere la massima efficienza e la miglior qualità produttiva è necessario che i cobot siano integrati con altri elementi fondamentali, come i sistemi di visione artificiale. Un efficiente sistema di visione artificiale è cruciale per l’utilizzo di un cobot, sia per effettuare task operativi con precisione che per eseguire controlli qualità.
Perché un cobot si possa muovere in autonomia, il sistema integrato di visione artificiale riconosce un landmark, ovvero un punto di riferimento, che lo possa guidare nei movimenti. Il landmark permette al cobot di orientarsi e individuare altri punti base, come ad esempio la posizione di un articolo per eseguire un pick-and-place, individuare un codice a barre o evitare un ostacolo. Un robot collaborativo può essere impiegato efficacemente per operazioni di assemblaggio, imballaggio, stoccaggio e logistica.
Grazie all’utilizzo di videocamere ad alta risoluzione e sistemi di visione di intelligenza artificiale, il robot collaborativo è in grado di riconoscere pattern ed eseguire controlli qualità per identificare rapidamente eventuali difetti e intervenire di conseguenza sulla linea di produzione. L’evoluzione dei cobot porterà ad una vera collaborazione tra uomo e macchina: grazie all’analisi delle immagini acquisite, il robot capirà quali sono gli attrezzi necessari da passare all’operatore per una determinata operazione.
Tra gli utilizzi di un cobot, ci sono anche task operativi che possono essere potenzialmente pericolosi. Basti pensare ad un’azienda chimica dove per alcune operazioni esiste il concreto rischio di contaminazione o intossicazione. In tempi di pandemia, inoltre, un cobot può essere impiegato in operazioni di sanificazione di locali e strutture.
Con l’utilizzo del Machine Learning, il cobot svolge un reale ruolo collaborativo. Raccoglie insights e dati da analizzare costantemente per monitorare l’andamento delle macchine, svolgendo attività di manutenzione predittiva, prevenire errori e non da ultimo contribuire a prendere le decisioni migliori basate su rilevazioni oggettive e verificate.
Robot mobili, in movimento grazie alla visione artificiale
Grazie a sistemi integrati di visione artificiale e alle tecnologie di Machine Learning, i robot mobili autonomi, in inglese Agv (Automated Guided Vehicle), sono in grado di svolgere diverse operazioni, modificare la propria traiettoria se necessario ed evitare ostacoli. Aiutano l’operatore nel trasporto di carichi, evitandogli un task che non ha alcun valore aggiunto nel procedimento produttivo. Possono percorrere lunghe distanze, spostarsi incessantemente da un magazzino all’altro trasportando merce pesante senza subire l’affaticamento.
I robot mobili agv si muovono autonomamente grazie a linee guida o landmark che fungono da riferimento lungo il percorso. Il rischio, però, è che i marker si logorino e che quindi debbano essere periodicamente controllati e sostituiti.
Una generazione più all’avanguardia di robot mobili sono gli Lgv (Laser Guided Vehicle), che grazie a laser scanner mappano l’area e si muovono senza la necessità di landmark per orientarsi lungo il tragitto. Versatili e flessibili, gli lgv utilizzano i sensori e le telecamere per muoversi liberamente.
Le soluzioni di MAS Elettronica per la Visione Artificiale e la robotica
MAS Elettronica progetta e realizza soluzioni specifiche per l’intelligenza artificiale e la computer vision, elementi fondamentali della robotica mobile o collaborativa.
Tra le schede progettate da MAS Elettronica, vi segnaliamo:
- SBC NVIDIA Lightfront sviluppato per JCube Inc;
- SBC FRIDA IMX8M plus.
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Il 2021 di MAS: tanti successi tra soluzioni tecnologiche, partnership ed eventi
Il 2021 è ormai giunto alla fine ed è tempo di fare un bilancio dell’anno appena passato. Un anno intenso, ricco di eventi, partnership e nuove soluzioni tecnologiche. Un anno in cui, come tutti, abbiamo dovuto convivere con una pandemia globale che sta scrivendo un capitolo delicato e difficile della nostra storia. Ci fermiamo un attimo, ripercorriamo ciò che è accaduto in questo nostro 2021 e poi siamo pronti a guardare al domani per continuare nella nostra missione: costruire un futuro tecnologico e innovativo.
Gli eventi del 2021 per presentare le nostre soluzioni tecnologiche
- Luglio 2021: il primo webinar formativo per i nostri clienti organizzato da MAS insieme a Koan. Durante il seminario “Utilizzo Linux e Yocto su piattaforma SBC MINA i.MX8 di MAS Elettronica” l’ingegner Marco Cavallini, CEO di KOAN, e l’ingegner Sandro Mascetti, CEO di MAS Elettronica, hanno illustrato step by step il progetto Yocto per poi poterlo gestire in autonomia. Il progetto Yocto, nato nel 2010, è una soluzione open source per aiutare gli sviluppatori a creare sistemi personalizzati basati su Linux indipendentemente dell’architettura hardware.
- Dicembre 2021: durante il workshop di Arrow Italia, organizzato con Lattice Semiconductors, è stata presentata la nostra LIFCL Evaluation Board, unica al mondo che utilizza il CrossLink-NX FPGA LIFCL17 e pensata per applicazioni di acquisizione video.
- Ospiti di TTM Technology: Stoccarda Vision (ottobre 2021) e Sicurezza 2021 (Milano, Novembre 2021) con SBC NVIDIA Lightfront, la scheda compatta sviluppata per J CUBE Inc in grado di aumentare le capacità di qualsiasi prodotto, aggiungendo alle caratteristiche pre-esistenti l’Intelligenza Artificiale Avanzata.
2021: importanti partnership per MAS Elettronica
- Partnership con Schurter Electronics per lo sviluppo del mercato Embedded Italia. Una collaborazione che nasce con l’obiettivo di offrire un maggior supporto hardware e software in un mercato sempre più esigente e competitivo. MAS offre supporto nell’area tecnico-commerciale per la divisione Embedded di Kevin Schurter Spa.
- Partnership con TTM Technology per lo sviluppo di soluzioni AI per la Visione Artificiale. L’obiettivo comune di MAS Elettronica e TMM Technology è di realizzare le migliori soluzioni sul mercato, potenziando le applicazioni multimediali e integrando la computer vision alle soluzioni di intelligenza artificiale.
- Partnership con First View per la distribuzione di MAS in USA e lo sviluppo di nuove soluzioni.
- Partnership strategica con LASER NAVIGATION per le soluzioni NVIDIA con il software SophyAI. L’obiettivo della collaborazione è di condividere le competenze specifiche e proporre soluzioni tecnologiche di Intelligenza Artificiale made in Italy, sia hardware che software.
2021: nuove competenze e soluzioni tecnologiche
Il 2021 è stato un anno ricco di innovazione per MAS Elettronica. Abbiamo sviluppato numerose soluzioni tecnologiche, offrendo opportunità importanti ai nostri clienti per sviluppare prodotti innovativi e altamente efficienti.
Tra le novità del 2021 vogliamo porre particolare attenzione a:
- MAS LIFCL Evaluation Board: l’evaluation board per gli sviluppatori, realizzata con Arrow Italia e Lattice Semiconductors, in grado di valutare le performance delle applicazioni durante la programmazione o progettazione;
- SBC FRIDA IMX8M: basato sul processore multicore integrato NXP della famiglia i:MX 8M. Lo standard PICO ITX e SMARC 2.0 garantisce la completa modularità della soluzione.
- NVIDIA SBC Lightfront® AI per JCUBE Inc: questa scheda SBC ospita le SOM nVidia Jetson NANO e XAVIER che hanno le prestazioni e capacità necessarie per eseguire carichi di lavoro AI moderni, rendendo possibile aggiungere AI avanzata a qualsiasi prodotto.
- CPU ANITA IMX8M NANO: un modulo general purpose in formato standard industriale SMARC 2.0, le cui applicazioni possono essere medicale, industriale, automotive e consumer.
- CPU AURORA IMX8M PLUS: una SOM general purpose A2:B& in formato SMARC 2.0, specializzata in AI, le cui principali applicazioni sono medicale, industriale, automotive e consumer.
- Tecnologie IMX8M e NVIDIA
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Proof of Concept: cos'è e perché è veramente importante
Progettare e realizzare un nuovo prodotto, software o servizio che abbia successo è una scommessa, ma non per forza serve affidarsi alla fortuna perché l’idea possa davvero funzionare. La soluzione più efficace è elaborare un Proof of Concept (POC), ovvero una ‘Prova di Concetto’. Si tratta di un bozza progettuale per testare la fattibilità dell’idea a cui si possono aggiungere anche elementi concreti come il prototipo o il pilot.
Cosa significa “Proof of Concept”
Il Proof of Concept è un prototipo concettuale per valutare, in fase pre-decisionale, le potenzialità di sviluppo di un’idea e i relativi investimenti. Proof of Concept significa letteralmente “prova di concetto”, perché ciò che viene simulata è l’idea del nuovo prodotto o servizio. E’ quindi dapprima una prototipazione concettuale a cui ne può essere aggiunta anche una reale con collaudi.
Per sviluppare un POC è necessario stilare dettagliatamente gli obiettivi del progetto, il documento di specifiche e infine creare un ambiente rappresentativo, funzionale e funzionante dove simulare il Progetto Master come se fosse reale.
Spesso quando si parla di POC si nominano anche altri termini come prototipo, pilot o MVP (Minimum Viable Product). Non sono sinonimi del Proof of Concept, ma piuttosto step dello stesso processo di studio di fattibilità. Una volta che il POC ha dimostrato la bontà dell’idea, si può passare a:
- un prototipo, ovvero un modello del prodotto;
- un pilot, ovvero un prodotto per un gruppo ristretto di utenti;
- un Minimum Viable Product (MVP), un prodotto dalle caratteristiche basilari e dai costi contenuti per testare la risposta del mercato e ricevere feedback dai clienti.
Prototipazione, l’elemento concreto del Proof of Concept
La realizzazione di un prototipo è una fase decisiva durante la progettazione perché il concetto prende una forma concreta. E’ come un abito di sartoria che viene realizzato a mano su misura.
MAS Elettronica offre servizi di rapid prototyping delle schede in due o tre settimane. Lo scopo del prototipo è di concretizzare il processo di Proof of Concept e al contempo definire le specifiche necessarie per la realizzazione del prodotto. Un modello funzionante può far emergere le potenzialità del prodotto e, soprattutto, permette di agire tempestivamente per risolvere eventuali criticità prima della produzione definitiva.
Tra i vantaggi della prototipazione vi sono sicuramente:
- la riduzione del rischio di difetti o errori;
- la possibilità di migliorare il prodotto attraverso i feedback e i test sul prototipo;
- l’ottimizzazione dei costi e dei tempi di produzione
- un conseguente risparmio nell’investimento.
Produzione Full Custom
Come il prototipo è un abito sartoriale, anche la produzione è totalmente personalizzabile. In MAS, tutto il processo produttivo è curato nei dettagli dai nostri tecnici specializzati e dai nostri partner: dallo studio di fattibilità o Proof of Concept del progetto alla prototipazione, dai collaudi delle schede (sia ICT che funzionali) alla produzione fino al controllo qualità e imballaggio dei sistemi.
Dopo aver elaborato un POC, studiamo il prodotto ideale per realizzare il progetto del cliente. Realizziamo un prototipo in tempi brevi per testarne subito l’efficacia e la funzionalità, analizziamo i risultati e interveniamo tempestivamente per migliorare la qualità del futuro prodotto. Dalla progettazione passiamo poi alla produzione grazie alla collaborazione sinergica con i nostri partner.
Collaudi personalizzati
Ogni progetto è unico, ogni cliente è unico; per questo anche i collaudi sono personalizzati per garantire i migliori risultati. Le schede vengono testate in ogni loro parte del circuito elettronico per assicurare il completo funzionamento e la conformità con le specifiche tecniche.
I collaudi vengono eseguiti tramite i sistemi di collaudo dei clienti o attraverso l’innovativa piattaforma di test proprietaria di MAS, Mastester, sviluppata dal Test Engineering Team di MAS Elettronica. La progettazione dei banco di collaudo è fatta internamente a MAS.
Sei interessato ai nostri servizi personalizzati per realizzare il tuo progetto?
Applicazioni IoT e AI: le nuove frontiere della sostenibilità ambientale
Mai come prima d’ora i temi della sostenibilità ambientale sono protagonisti di dibattiti a livello internazionale. Ma per perseguire gli ambiziosi obiettivi dello sviluppo sostenibile è fondamentale che le nuove tecnologie, come le applicazioni IoT, siano al servizio dell’ambiente. I sistemi di Intelligenza Artificiale (AI) ed Internet of Things (IoT) possono aiutare l’uomo a migliorare la qualità della vita e dell’ambiente in cui vive.
IoT, le applicazioni per le energie rinnovabili
Con l’espansione delle rinnovabili, il settore energetico è diventato più dinamico. Ha trasformato i consumatori in produttori e creato una vasta rete di diffusione. Ciò però comporta un cambiamento nella gestione della rete, con maggiori controlli e monitoraggi per valutare l’andamento e disponibilità della fornitura.
La produzione di energia rinnovabile dipende spesso dalle condizioni meteorologiche. Se pensiamo ad un impianto di energia solare o eolica, il meteo è un fattore esterno ed imprevedibile che l’uomo non può controllare. I sensori IoT possono però monitorare gli impianti, organizzare e distribuire l’energia se la produzione di rinnovabile è insufficiente ed elaborare stime di produzione sul funzionamento di un impianto.
I dispositivi IoT intervengono nella fase di monitoraggio e raccolta dati con strumenti intelligenti che possono inviare i dati in tempo reale. La disponibilità immediata di tutte queste informazioni sui rende inoltre l’utente più consapevole e lo incentiva a comportamenti responsabili.
Sistemi IoT contro l’inquinamento ambientale
Le applicazioni IoT e AI sono fondamentali per il monitoraggio della qualità dell’aria e dell’inquinamento atmosferico. Con l’uso di sensori intelligenti è possibile individuare in tempo reale eventuali problemi, come una perdita di gas, e inviare segnali di allerta per riparare un guasto o prendere immediati provvedimenti. I sistemi integrati IoT raccolgono in un cloud i dati, che possono essere successivamente elaborati e analizzati da remoto per un monitoraggio costante, come ad esempio i livelli di PM10 nell'aria. Grazie alle tecnologie di Machine Learning è inoltre possibile istruire l’algoritmo perché analizzi i dati e individui anomalie in pattern ricorrenti.
Per ridurre l’inquinamento atmosferico, bisogna anche agire sul settore automobilistico e sulla viabilità. Nel primo caso, le nuove tecnologie permettono alle auto di essere più efficienti nei consumi. Per quanto riguarda la viabilità, invece, i semafori con tecnologie di Visione Artificiale possono migliorare il flusso negli incroci, riducendo le code e l’inquinamento.
Tra i dispositivi per il monitoraggio dell’inquinamento ambientale i droni sono particolarmente adatti per controllare luoghi difficilmente accessibili o dove è richiesta un’osservazione prolungata. I droni possono inviare immagini e video di alta qualità in tempo reale, monitorare lo stato di salute della vegetazione analizzando l’attività di fotosintesi, rilevare gas nell’aria o realizzare rilievi tridimensionali per quantificare il rischio idrogeologico di una zona.
Non dimentichiamoci inoltre dell'inquinamento luminoso, forse meno evidente di quello atmosferico, ma comunque molto elevato nelle grandi città. Con l’utilizzo di sensori intelligenti, che si attivano quando c’è l’esigenza, è possibile gestire in maniera efficiente l’illuminazione pubblica e privata, evitando sprechi di energia elettrica.
Applicazioni IoT e AI per il monitoraggio della qualità dell’acqua
Oltre alle energie rinnovabili e all’inquinamento atmosferico, le tecnologie IoT e AI possono aiutare a migliorare la qualità dell’acqua. Nel Mar Baltico, ad esempio, stanno utilizzando dispositivi di Intelligenza Artificiale per analizzare la dispersione di sostanze pericolose di numerose munizioni di armi chimiche che si trovano sul fondale marino e che minacciano la flora e la fauna. In Olanda, invece, hanno progettato un robot che raccoglie mozziconi di sigarette sulle spiagge, che altrimenti finirebbero in mare per molti anni.
Attraverso l’uso di sensori è possibile inoltre monitorare la qualità dei mari e della sua popolazione per scoprire ad esempio azioni illegali, come sversamenti di rifiuti industriali o attività di pesca intensiva. L’applicazione di sistemi IoT, che monitorano parametri chiave come la temperatura, il pH, l’ossigeno disciolto o la conducibilità, permettono di condurre analisi efficaci per una acquacoltura sostenibile e rispettosa dell’ambiente.
Internet of Things ed Intelligenza Artificiale per la salvaguardia dell’ambiente
I sistemi IoT e AI sono un alleato indispensabile per lo sviluppo sostenibile. MAS Elettronica sviluppa Hardware Industriale per realizzare soluzioni IoT e AI per progetti di sostenibilità ambientale. La nostra architettura disponibile oggi per le applicazioni IoT e AI è: SBC FRIDA IMX8M plus
Sei interessato ai nostri prodotti per realizzare sistemi di Visione Artificiale?