Advantech giới thiệu UniCAM: kiến trúc nhằm hợp nhất việc tích hợp đa camera cho lĩnh vực robot và AI vật lý

Advantech, đơn vị hàng đầu thế giới về điện toán biên (edge ​​computing) và AI công nghiệp, hân hạnh giới thiệu Advantech UniCAM – một kiến ​​trúc tích hợp camera thống nhất được xây dựng dựa trên công nghệ GMSL2 (Gigabit Multimedia Serial Link 2) từ Analog Devices, Inc. (ADI). Giải pháp này được thiết kế nhằm đơn giản hóa quá trình phát triển hệ thống đa camera cho các lĩnh vực như robot, robot hình người (humanoid), máy tự hành và các ứng dụng AI vật lý (Physical AI).

“Khi các hệ thống thị giác robot ngày càng trở nên phức tạp, các nhà phát triển cần sự linh hoạt cao hơn để tích hợp nhiều loại camera và nền tảng điện toán khác nhau. Advantech UniCAM chuyển các tác vụ tích hợp cấp thấp, lặp đi lặp lại vào một kiến ​​trúc thống nhất, giúp giảm bớt công sức cấu hình và đảm bảo khả năng tương thích của camera. Nhờ đó, các nhà phát triển có thể tập trung nhiều hơn vào các ứng dụng nhận thức (perception) và AI vật lý (Physical AI), đồng thời rút ngắn lộ trình từ giai đoạn phát triển đến triển khai thực tế,” - Ông Nomo Hsu, Giám đốc Phần mềm Robot tại Advantech, chia sẻ.

Ông Prem Nayar, Trưởng bộ phận Giải pháp Dữ liệu và Video Ô tô tại ADI, cho biết: “Kiến trúc tích hợp thống nhất của Advantech cho thấy giá trị của sự hợp tác trong hệ sinh thái nhằm đơn giản hóa việc phát triển các hệ thống đa camera dựa trên công nghệ GMSL. Bằng cách cho phép các camera từ nhiều nhà cung cấp khác nhau cùng vận hành trên một nền tảng chung, Advantech UniCAM giúp giảm bớt sự phức tạp trong quá trình tích hợp, mang lại cho các nhà phát triển sự linh hoạt cao hơn khi xây dựng các hệ thống robot, thị giác máy tính và các hệ thống thông minh khác. Chúng tôi đang cùng nhau mở rộng khả năng tiếp cận công nghệ GMSL và thúc đẩy việc ứng dụng công nghệ này vào các lĩnh vực mới nổi.”

“Thị giác máy tính là nền tảng cốt yếu cho các robot thông minh và hệ thống AI vật lý. Thông qua việc tinh giản quy trình cấu hình, đồng bộ hóa đa camera và tích hợp với ROS 2, Advantech UniCAM hỗ trợ các nhà phát triển chuyển đổi hiệu quả hơn từ giai đoạn tích hợp phần cứng sang phát triển các ứng dụng và khả năng nhận thức. Đây là một bước tiến quan trọng nhằm thúc đẩy sự đổi mới trong lĩnh vực robot có khả năng mở rộng và triển khai thực tế,” -  Ông Philippe Reiber, Giám đốc Kinh doanh Công nghiệp Toàn cầu tại ADI, nhận định.

Giải quyết một thách thức trọng yếu trong thị giác robot

Khi robot và các thiết bị dạng người (humanoid) ngày càng phụ thuộc nhiều hơn vào thị giác máy, khả năng nhận thức theo thời gian thực trở nên phụ thuộc vào tốc độ truyền tải hình ảnh nhanh cùng sự đồng bộ chính xác giữa nhiều camera. GMSL đã trở thành một giao diện quan trọng cho thị giác robot, cung cấp băng thông và khả năng kết nối ổn định, có tính dự báo cao – những yếu tố cần thiết cho các ứng dụng đa camera đòi hỏi khắt khe.

Tuy nhiên, trước đây, các trình điều khiển (driver) GMSL thường được phát triển độc lập bởi từng nhà cung cấp camera, gây hạn chế trong việc kết hợp các thương hiệu khác nhau trong cùng một kiến ​​trúc SerDes. Do đó, các nhà phát triển robot thường ưu tiên sử dụng GMSL cho các thiết bị đòi hỏi độ đồng bộ cao – như camera 3D hoặc camera lập thể (stereo camera) – trong khi sử dụng Ethernet hoặc USB cho các camera bổ sung khác, dẫn đến một thiết kế hệ thống thiếu tính thống nhất.

Thông qua sự hợp tác với các đối tác hàng đầu trong hệ sinh thái camera, Advantech đã phát triển UniCAM, cho phép các camera GMSL từ nhiều nhà cung cấp khác nhau cùng vận hành trong một kiến ​​trúc SerDes duy nhất. Giờ đây, các nhà phát triển có thể linh hoạt kết hợp các loại camera thông qua một giao diện chung, đồng thời đơn giản hóa quy trình đồng bộ phần cứng, cấu hình và tích hợp hệ thống.

Là giải pháp tích hợp camera GMSL2 đa thương hiệu đầu tiên trong ngành được xây dựng trên một kiến ​​trúc thống nhất, UniCAM giúp giảm thiểu các công việc lặp đi lặp lại như điều chỉnh trình điều khiển hay cấu hình ở cấp độ thấp. Nhờ đó, thời gian thực hiện giai đoạn chứng minh khái niệm (POC) được rút ngắn từ vài tuần xuống chỉ còn vài ngày, góp phần đẩy nhanh tiến độ phát triển các ứng dụng robot.

Một kiến ​​trúc có khả năng mở rộng, hệ sinh thái camera không ngừng phát triển

UniCAM thay thế phương thức tích hợp dành riêng cho từng nhà cung cấp bằng một kiến ​​trúc có khả năng mở rộng, cho phép quản lý tập trung các loại camera được hỗ trợ cùng các tài nguyên phần cứng dùng chung, đồng thời vẫn bảo toàn đầy đủ các chức năng, bộ công cụ phát triển phần mềm (SDK), thuật toán và chất lượng hình ảnh nguyên bản từ mỗi nhà cung cấp.

Kiến trúc này hiện tích hợp các giải pháp từ Stereolabs, RealSense, Orbbec, Sensing World và Leopard Imaging, hỗ trợ kết hợp linh hoạt các loại camera lập thể (stereo), camera đo chiều sâu (depth) và camera 2D.

Advantech sẽ tiếp tục mở rộng hệ sinh thái UniCAM với các đối tác và dòng camera mới, cho phép bổ sung thêm camera mà không cần phải xây dựng lại nền tảng tích hợp cốt lõi.

Phát hiện và cấu hình camera thông minh

UniCAM giúp đơn giản hóa hơn nữa quá trình triển khai nhờ tính năng phát hiện camera thông minh và cấu hình tự động trong môi trường phát triển Advantech Robotic Suite.

Khi một camera được hỗ trợ kết nối vào, UniCAM sẽ tự động nhận diện thiết bị và tạo các thiết lập tương ứng, từ đó giảm thiểu nhu cầu chỉnh sửa thủ công cây thiết bị (device-tree) cũng như các thao tác thiết lập ở cấp độ thấp.

Thông qua công cụ chọn camera GMSL/MIPI (GMSL/MIPI Camera Selector) và bảng điều khiển cấu hình camera (Camera Configuration Dashboard), các nhà phát triển có thể quản lý những camera được hỗ trợ trong một môi trường thống nhất, giúp chuyển đổi hiệu quả từ giai đoạn thiết lập ban đầu sang phát triển ứng dụng trên nền tảng ROS 2.

Đẩy nhanh quá trình phát triển ứng dụng ROS 2

Các trình bao bọc (wrapper) camera được tích hợp sẵn cùng các dịch vụ nền có thể cấu hình cho phép các camera tương thích kết nối trực tiếp với môi trường ROS 2, trong đó các chủ đề (topic) liên quan đến camera sẽ tự động được khởi tạo khi hệ thống bắt đầu hoạt động.

Kết hợp với Advantech Robotic Suite, các nhà phát triển có thể chuyển đổi từ giai đoạn tích hợp camera sang các ứng dụng về nhận thức (perception), SLAM, điều hướng, thao tác vật thể và AI vật lý (Physical AI) thông qua quy trình làm việc tinh gọn hơn, từ phần cứng cho đến ứng dụng thực tế.

Mở rộng quy mô trên các hệ thống camera và nền tảng điện toán

Kiến trúc này trước mắt hỗ trợ các nền tảng NVIDIA Jetson, bao gồm Jetson AGX Thor, đồng thời mở rộng sang cả các dòng AGX Orin và Orin NX. Phương thức tương tự cũng đang được lên kế hoạch áp dụng cho các nền tảng Intel IPU7 và Qualcomm Dragonwing IQ9. 

 Advantech đang xây dựng mô hình "N Camera × N Nền tảng tính toán", cho phép các nhà phát triển lựa chọn camera dựa trên yêu cầu về hình ảnh và cảm biến, đồng thời có thể chọn nền tảng tính toán phù hợp nhất với nhu cầu về hiệu năng và điện năng tiêu thụ.

Khi phạm vi hỗ trợ được mở rộng trên cả hai phía của hệ sinh thái, UniCAM giúp giảm thiểu công sức tích hợp lặp đi lặp lại, đồng thời bảo toàn các khoản đầu tư vào phần mềm trên nhiều nền tảng robot và các thế hệ sản phẩm khác nhau.

Từ tích hợp camera đến đổi mới ứng dụng

Advantech kết hợp các yếu tố gồm điện toán robot, kết nối GMSL2, cấu hình thông minh, đồng bộ hóa phần cứng, tích hợp ROS 2 và hệ sinh thái camera ngày càng mở rộng để tạo nên một nền tảng thị giác robot có khả năng mở rộng.

Bằng cách chuyển các tác vụ tích hợp cấp thấp mang tính lặp đi lặp lại sang một lớp nền tảng có thể tái sử dụng, các nhà phát triển có thể giảm bớt thời gian xử lý vấn đề tương thích camera, từ đó dành nhiều thời gian hơn cho việc xây dựng các ứng dụng về nhận thức và Trí tuệ nhân tạo vật lý (Physical AI) với những đặc tính khác biệt.

UniCAM mang đến lộ trình linh hoạt, từ khâu tích hợp camera cho đến đổi mới ứng dụng, góp phần thúc đẩy sự phát triển của thế hệ robot thông minh và các hệ thống Trí tuệ nhân tạo vật lý (Physical AI) thế hệ mới.

Tìm hiểu thêm về UniCAM và Robotic Suite tại đây.