人工知能（AI）の産業エッジアプリケーションへのアクセスが増大する中、システム開発者は競争に先んじるために新たな市場投入までの時間圧力に直面しています。同様に、デバイスメーカーは、オーディオまたはビデオベースの自動化やインテリジェントなヒューマンマシンインターフェース（HMI）機能を含むかどうかにかかわらず、どのエッジAI機能が製品を差別化するのに成功するかを決定しなければなりません。この目的のために、エンジニアリングチームは、AIのワークロードやチップセットが進化するにつれて後のアップグレードを可能にしながら、開発の複雑さを軽減する実用的でモジュール式のソリューションから恩恵を受けます。このブログでは、SECOのエネルギー効率の高いAI対応のSMARCベースのハードウェアソリューションを紹介する前に、産業オートメーションにおける典型的なエッジAIのユースケースについて説明します。その後、SECOの広範なソフトウェアおよび開発エコシステムが迅速でスケーラブルな展開をどのようにサポートするかを説明します。
エッジAIは産業オートメーションを再構築しています。機械、コントローラー、ゲートウェイに直接インテリジェンスを配置することで、オリジナル機器メーカー（OEM）や工場運営者は、低遅延の推論、一貫した安全意識、強力なデータセキュリティを提供できます。ここで、クラウドの価値は、処理からフリート管理とリモート診断のための集約分析を通じたエコシステムのオーケストレーションにシフトします。
インテリジェントマシンとヒューマンマシンインターフェース（HMI）にとって、エッジAIは多くの安全性とセキュリティの利点を提供します。AIオーディオシステムは、オペレーターの緊急呼び出しを検出して自動的に機器を停止し、ユーザー固有の機能や制御されたアクセスのためのオペレーター認識を提供できます。同様に、AIビジョンシステムは、個人用保護具（PPE）の遵守と危険区域の占有を監視し、工場フロアでの事故を減少させます。
しかし、AIフレームワーク、ツールチェーン、ハードウェアプラットフォームは絶えず進化しており、エッジでAIを展開する開発者にとって課題を呈しています。競争優位性を確保するためには、迅速な市場投入も求められます。
標準に基づくアーキテクチャと市販のオフ・ザ・シェルフ（COTS）ソリューションは、複雑さとリスクを軽減しながら、製品ライフサイクル全体でのプラットフォームの再利用を可能にします。産業用エッジAIにおいては、統合されたコンピュート、AIアクセラレーション、産業用I/Oを備えたモジュラープラットフォームが、製品の基盤となる検証済みアーキテクチャを提供することで開発時間を短縮します。統合を加速し、スケーラビリティを簡素化し、展開サイクルを短縮することで、これらのプラットフォームはOEMチームがアプリケーション固有の機能、差別化されたパフォーマンス、および顧客への価値提供に集中できるようにします。
産業用エッジAIのためのオープンCOMプラットフォーム
組立ラインカメラ、自律移動ロボット、スマートコントローラーなどの産業用オートメーション機器において、システムオンモジュール（SOM）は、小さな物理的フットプリントで高性能なAI処理を提供できます。そのコンパクトなサイズとキャリアベースの取り付けは、既存のキャビネットやHMIへの設置を簡素化し、SOMをレトロフィットやスペース制約のあるアプリケーションに理想的なものにします。低熱設計電力（TDP）も同様にこれらの環境では重要です。多くのSOMは、高い性能対ワット（PPW）で効率的な動作を提供し、受動的または簡素化された冷却戦略をサポートしてメンテナンス要件を削減します。
産業用エッジAIプロジェクトがプロトタイプから生産に移行する際、OEMやシステム開発者は、統合の労力を削減しながらアップグレードの柔軟性を維持するプラットフォームを必要とします。SECOのSOM-SMARC-QCS6490とSOM-SMARC-QCS5430は、Qualcomm Dragonwingの異種コンピューティングと、狭い電力エンベロープと50 x 82 mmのフットプリントを持つオープンコンピュータオンモジュール（COM）標準であるSMARCを組み合わせることでこれに対応しています。オープンスタンダードを活用することで、開発者は製品ライフサイクル全体で新しいチップセットを使用してAIパフォーマンスをアップグレードしながら、キャリアの再設計の労力を最小限に抑えることができます。
エッジでのAI処理においては、異種アーキテクチャが重要です。CPUは制御ロジックとオーケストレーションを管理し、GPUはグラフィックスとビジョンパイプラインを加速し、NPUはエッジでAI推論を効率的に実行します。SOM-SMARC-QCS6490とSOM-SMARC-QCS5430のコンピュートアーキテクチャは表1で比較されています。AI処理におけるクラウド依存を低減することで、デバイスはネットワーク中断時にも運用継続性を維持しながら、より高速な応答を提供できます。
| モジュール | チップセットの重点領域 | ヘテロジニアスコンピューティング | 産業向けエッジAIワークロードの例 |
|---|
| SOM-SMARC-QCS6490 | より高性能なエッジAI | マルチコアCPU、GPU、組み込みNPU（最大12.15 INT8 TOPS） | マルチカメラビジョン検査、オペレーター認識、動画解析、インテリジェントHMI、予知保全、AI支援ロボティクス |
| SOM-SMARC-QCS5430 | コストおよび電力を最適化したエッジインテリジェンス | マルチコアCPU、GPU、組み込みNPU（最大9 INT8 TOPS） | オーディオ解析、スマートHMI、異常検知、状態監視、単一カメラ自動化、ゲートウェイAI |
SOM間でチップセットは異なるものの、SMARC標準がインターフェースを定義しているため、モジュール型アップグレードが維持され、AIワークロードの進化に応じた移行が容易になります。主な産業用HMIおよび接続オプションには以下が含まれます。
· MIPI CSIカメラインターフェース：オペレーター認識、画像検査、安全志向のAIビジョンをサポート。
· ディスプレイインターフェース：高度なマルチスクリーンHMIの構築を可能にします。
· オーディオインターフェース：音声インタラクションおよび音響異常検知を可能にします。
· Ethernet：機械データの直接交換およびエッジ・クラウド間通信に対応します。
SECOはまた、推論速度と、振動の多い産業環境における運用信頼性を向上させるために、はんだ付けされたLPDDR5-6400メモリを統合しています。これらのプラットフォームを迅速に評価するため、SECOのDEV-KIT-SMARCは、ベンチでのプロトタイピングや既存機器との統合に使用できる物理コネクターを備えた、すぐに使用可能なキャリアを提供します。
既製HMIプラットフォームによる統合期間の短縮
SOMとは対照的に、完全に実装されたHMIプラットフォームは、ハードウェア開発をクリティカルパスから取り除き、開発者がAIアプリケーションの開発、ワークフローロジックの定義、ユーザー固有機能の作成に集中できるようにします。SECOのModular Vision 10.1 QCS6490およびModular Vision 15.6 QCS6490プラットフォームは、ディスプレイ統合、機械設計、インターフェース検証などを担うことで、このニーズに対応します。ここでは、Qualcomm Dragonwing QCS6490チップセットにより、両HMIプラットフォームがリアルタイムビジョン、AI推論、要求の厳しいエッジワークロード向けに、電力効率に優れたアクセラレーテッドコンピューティングを提供できます。SECOはQCS6490プラットフォームをSMARCソリューションと共有することで、共通のソフトウェアスタックを通じて、開発者が製品ライン全体でエッジAI機能を拡張できるようにします。
生産現場環境での動作をサポートする産業グレードの構造により、SECOのModular Visionは、AI駆動型HMIユースケースの幅広い領域で市場投入期間を短縮します。スリムラインの10.1インチおよび15.6インチのパネルマウントディスプレイオプションは、フルHD解像度と高輝度に加え、マルチタッチ入力とジェスチャーサポートを提供し、詳細な機械制御および監視ワークロードを支援します。さらに、背面パネルは9～32 Vの電源入力と堅牢な接続オプションを備え、周辺機器、センサー、ペリフェラルとの多用途な統合を可能にします。
CleaとSECO App Hubによるソフトウェア開発の加速
ハードウェアは、エッジAIデプロイメントを成功させるための一部にすぎません。SECOの包括的なCleaソフトウェアスイートは、SECO製またはサードパーティ製ハードウェアを使用する際の初期開発、スケーリング、ライフサイクル管理を簡素化します。Clea OSは、カスタム産業ソフトウェアをサポートするモジュール型のYoctoベースオペレーティングシステム（OS）を開発者に提供し、不要なコンポーネントを削減することで保守性とセキュリティを向上させます。デプロイメントレベルでは、Clea AstarteおよびClea Edgehogが、デバイスの可視性とOver-the-Air（OTA）アップデートを通じて、スケーラブルな長期デプロイメントを支援するエッジ・クラウド間データオーケストレーションとフリート管理インフラを提供します。
エッジAIデプロイメントをさらに加速するため、SECO App Hubは、SECOのQualcomm Dragonwingベースプラットフォーム向けに最適化された、すぐにデプロイ可能で事前検証済みのAIアプリケーションを提供することで、開発エコシステムを完成させます。産業オートメーションおよびHMIユースケースの例には、以下が含まれます。
結論
産業向けエッジAIの導入が加速する中、開発者は製品の複雑性が指数関数的に増大するにもかかわらず、市場投入期間を短縮するという高まるプレッシャーに直面しています。検証済みソフトウェアソリューションと組み合わせることで、SECOのDragonwingベースSMARCポートフォリオのようなSOMは、長期的な成功に向けたスケーラブルな基盤を提供します。すぐに実装可能な統合ハードウェアシステムと、モジュール型アップグレードパスおよびソフトウェアサポートを組み合わせることで、SECOはOEMがデプロイメントを加速し、将来の要求に対してより十分に備えられるよう支援します。
SECOのAI-readyな統合モジュール型ソリューションが、幅広いアプリケーションにおいて迅速でスケーラブルなデプロイメントをどのように実現できるかについては、seco.comをご覧ください。