Wenn weniger mehr ist KI-Kit mit Sparse Modeling

congatec und Hacarus bieten ein KI-Kit für Sparse Modeling an.

congatec und die japanischen KI-Experten von Hacarus haben das nach Unternehmensangaben weltweit erste Embedded-Computing-Kit für künstliche Intelligenz (KI) entwickelt, das die Sparse-Modeling-Technologie nutzt.

Sparse Modeling ermöglicht es, mit wenigen Trainingsdaten hohe Vorhersagewahrscheinlichkeiten zu erzielen. »Der Mensch ist in der Lage, Freunde und Familie anhand von Schlüsselmerkmalen wie Augen oder Ohren zu erkennen. Sparse Modeling integriert eine vergleichbare Logik in intelligente Bildverarbeitungssysteme«, erläutert Takashi Someda, CTO von Hacarus. »Auf diese Weise muss nicht das gesamte Volumen an Big Data verarbeitet werden, wie bei konventioneller KI, sondern nur wenige ausgewählte Daten. Sparse-Modeling-basierte Algorithmen reduzieren die Daten auf diese einzigartigen Merkmale.« Dadurch sei auch der Footprint dieser KI deutlich kleiner, was sehr günstig für lüfterlose Low-Power-Systeme ist, die im 24/7-Dauereinsatz nur einen begrenzten Energie-Spielraum haben, um KI zu integrieren.

Dies ist unter anderem für visionbasierte Inspektionssysteme von Vorteil, da eine hohe Fertigungsqualität wenig Ausschuss bedeutet. Mit lediglich 50 oder sogar noch weniger Bildern kann Sparse Modeling ein neues Inspektionsmodell erstellen. Das ist erheblich weniger, als die 1000 oder mehr Bilder, die für eine herkömmliche KI erforderlich sind. Das Sparse-Modeling-Kit, das Kunden über Hacarus beziehen können, kann Stand-Alone oder als Add-on zu bestehenden Inspektionssystemen genutzt werden.

Zu den Zielkunden zählen vor allem Visionsystem-Anbieter und Systemintegratoren. »Entwickler werden mit Sparse Modeling in die Lage versetzt, Prüfsysteme der nächsten Generation zu entwickeln, die sich auf individuelle Bedingungen trainieren lassen und somit überall funktionieren. Es müssen also nicht mehr überall optimale Bedingungen, wie sehr konstante Lichtverhältnisse vorherrschen. OEM gewinnen auch mehr Flexibilität bei der Anpassung an sich ändernde Produktionsprozesse, was auf dem Weg zur industriellen-IoT-/Industrie 4.0-gesteuerten Losgrößenproduktion unerlässlich ist«, betont Christian Eder, Director Marketing von congatec. Dies erweitere den Anwenderkreis der Maschinen- und Anlagenbauer, die visionbasierte KI in ihren Geräten nutzen wollen, bisher aber davor zurückgeschreckt sind, weil sie bei Kunden unterschiedlichste Aufstellorte vorfinden, sodass die Algorithmen angepasst werden mussten, was bislang zu aufwendig war.

Das Starter-Kit basiert auf congatecs Hardware und Hacarus Software und kann in GigE- und USB-3.x-Umgebung eingesetzt und getestet werden. Dank neuester Intel-Atom- und -Celeron-Prozessoren (Apollo Lake), die nun vollständig für die Serienproduktion verfügbar sind, ist das System nicht nur kompakt (173 mm x 88 mm x 21,7 mm), sondern auch recht leistungsfähig. Trotz seiner geringen Größe verfügt das System über eine Vielzahl von I/Os, die unterschiedlichste Konfigurationen der Endkunden ermöglichen. Als Standardschnittstellen stehen 2 x GbE (applikationsfertig für GigE Vison), 1 x USB 3.0/2.0, 4 x USB 2.0 und 1 x UART (RS232) bereit. Erweiterungen sind mit 2 x Mini-PCIe (USIM-Sockel), 1 x mSATA-Sockel und programmierbarem 16-Bit-GPIO möglich. Der erweiterte Eingangsspannungsbereich erstreckt sich von 9 V bis 32 V.