多くの業界や環境で、セットアップが簡単で丈夫な多目的ロボットの需要が高まっています。ロボット工学は、反復的なタスクを実行するアームとモーターから構成される従来のロボット システムから、産業、商業、家庭の環境で人間や他の機械と並んで単純な機能を実行するものから複雑な機能を実行するものへと進化しました。
現在、ロボットには、状況認識のための センサー と、実装を容易にする直感的なインターフェースが必要です。たとえば、一部のアプリケーションでは、ジェスチャ認識を使用して物理システムを制御する場合があります。同時に、IoTセキュリティ、低消費電力、安全性、信頼性など厳しい要件も求められます。これは、デバイスが効率的かつ安全に動作することを保証するため、電流、温度、その他の要素を追跡するセンサーを実装することも意味します。近い将来、ロボット工学ではモーターの数と環境の柔軟性が向上し、人間と協力して作業するロボットが世界でさらに増えるでしょう。繰り返しになりますが、設計する制御システムや設定が増えると、ロボットが使用するセンサーの数も増えます。
ロボット工学に必要な変化を推進する機械学習
ロボット システムで使用されるセンサーの種類はますます多様化しているため、すべてのデータを処理するには異なるタイプのソフトウェア構造が必要です。機械学習は、スマートで効果的な制御システムを構築するために不可欠なものになりつつあります。構造化されていない感覚入力に人工知能を適用し、有用な自己学習機能を生み出します。さらに、ニューラル ネットワーキングは、生の入力を移動、把握、その他の物理的操作などの制御信号に変換します。
インフィニオンソリューション
現代のロボット工学の前述の要件を満たすために、 Infineon は4つの製品カテゴリーを誇っています。まず、Infineonはレーダー、圧力、3Dイメージングなどのセンサーを提供しています。これらは、ジェスチャー認識、ナビゲーション、空間マッピングなどの高度なセンシング アプリケーションで使用されます。モーターやサーボからのフィードバック情報用に、Infineonはホールラッチ、角度センサー、その他の磁気ベースのセンサーも提供しています。入力を収集した後、情報は制御信号に変換され、クラウド データベースにフィードバックされます。InfineonのXMC 32ビット マイクロコントローラ ファミリが計算を処理し、OPTIGATM ファミリがデータをスヌーパーから安全に保護します。特に、XMC4000ファミリは、産業用制御および通信に最適化された周辺機器を提供します。最後に、制御信号は、低周波アプリケーション用のInfineonのIGBTモジュールまたはインテリジェント パワー モジュール (IPM) に供給できます。一方、高電流、高周波アプリケーションでは、スマートProFETTM ファミリーや低RDS (ON) OptiMOSTM ファミリーなど、インフィニオンの幅広いMOSFETファミリーの選択肢を活用できます。
インフィニオンがロボット設計の習得をどのようにサポートするか
回路を設計するエンジニアの作業負荷を軽減するために、InfineonのWebサイトでは、一般的なシステムの設計方法の例を示すブロック図が多数掲載されています。たとえば、 AC-DCおよびDC-DCアプリケーションを示す電源管理図があります。その他の図には、低ノイズで安全なロボット操作を実現するリニア レギュレータと無停電電源装置 (UPS) が示されています。モーション制御ブロック図には、ブラシレスDC (BLDC) モーターやサーボなどのアクチュエーターが含まれます。図のデザインには、スマートなパフォーマンスを実現するフィードバック センサーが付属しています。さらに、暗号化および認証システムのセキュリティ ブロック図があり、接続性が高まっている時代に安全な通信を確保する方法を例示しています。
実装情報の提供に加えて、Infineonの製品は次のような価値も追加します。
サイズの縮小: インフィニオンのMOSFETやIPMなどのディスクリート電源ソリューションの幅広いポートフォリオは、小型パッケージで高電圧と高電流を効率的に処理し、制御ボックスのサイズと重量を縮小します。
安全性の管理: Infineonのセンサーは、協調環境 (トルクとローターの位置検知) と非協調環境 (レーダー) でのクランプ状況を検出し、防止します。これにより、顧客はEN ISO1028およびISO/TS 15066を満たすこともできます。
最高レベルの統合: IPMやスマート スイッチ (ProFETTM) などの製品は、コンポーネントの総数を削減するとともに、スイッチング損失の低減と伝導損失の低減を実現するクラス最高のテクノロジを提供し、高効率のコンバータ設計を実現します。
マルチロボット設計の使用: IGBT、ハーフブリッジ、MOSFETなどの幅広いポートフォリオにより、あらゆるトポロジのロボットに対応できます。ロボットの積載量や軸数に関係なく、Infineonのスイッチング ソリューションは、シンプルな1軸ロボットから複雑な協調設計まで、さまざまなアプリケーションに適しています。
ビジネスの保護: モノのインターネットの時代では、知的財産の保護はより困難になります。前述の通り、OPTIGA TM これらのファミリは、暗号化され認証された通信を提供し、安全でないファームウェアの更新や偽造された資料による予期しないラインダウンを防ぎます。
著者略歴:
プージャ・アグラワルの インフィニオンでは、24 GHzおよび60 GHzベースのレーダーおよびセンサー技術の実際のアプリケーションに重点を置いています。彼女は10年以上にわたってデジタル信号処理アルゴリズムとテクノロジーに取り組んでいます。彼女がこれまでに取り組んできたリアルタイム画像および音声処理は、現在、何百万台もの消費者向けエンドデバイスで実行されています。彼女はコンピュータサイエンスの学士号を取得しており、製品管理や顧客対応の分野にも携わってきました。連絡先は pooja.agrawal@infineon.com。
ダイアナ・ピント パワーエレクトロニクス分野で約20年の経験があります。彼女はそのほとんどの期間をアプリケーション サポートに費やし、顧客の設計に対するリアルタイムのソリューションを提供しました。彼女はカリフォルニア大学ロサンゼルス校で電気工学の学士号を取得しています。
