Physical AI na dużą skalę: jaką rolę odgrywa łączność IOT?

System Physical AI, który dobrze działa w projekcie pilotażowym, nie jest automatycznie możliwy do zarządzania w dziesiątkach lokalizacji w wielu krajach. Sama maszyna podejmuje wiele decyzji lokalnie. Wyzwaniem jest wszystko, co dzieje się wokół niej: monitoring, aktualizacje oprogramowania, wybór sieci, roaming i wsparcie techniczne.

W Physical AI łączność IoT odgrywa rolę przede wszystkim poza sterowaniem w czasie rzeczywistym. Przez połączenie przesyłane są informacje o statusie, komunikaty o błędach, aktualizacje oprogramowania i dane do zarządzania flotą. Im większe i bardziej międzynarodowe wdrożenie, tym bardziej koncepcja łączności decyduje o tym, czy zarządzanie pozostaje przejrzyste. Dlatego łączność należy uwzględnić już na etapie projektowania.

Jakie decyzje Physical AI podejmuje lokalnie?

Systemy Physical AI nie są zależne od zewnętrznego połączenia przy każdej czynności. Procesy czasu rzeczywistego i funkcje krytyczne dla bezpieczeństwa działają bezpośrednio na device. Dotyczy to między innymi:

• wykrywania przeszkód;
• hamowania i zatrzymań awaryjnych;
• nawigacji i korekt trasy;
• sterowania silnikami;
• bezpośredniego przetwarzania obrazu z kamer.

Autonomiczny robot musi móc zatrzymać się przed człowiekiem bez wcześniejszego wysyłania danych do zewnętrznego serwera. Takie lokalne przetwarzanie nazywa się edge computing lub edge AI. Dzięki temu device działa dalej, gdy połączenie zostanie chwilowo przerwane. Nie każda wartość z czujnika musi też trafiać na zewnętrzną platformę.

Jakie dane Physical AI przesyła przez łączność IOT?

Obok lokalnego podejmowania decyzji powstają dane, które trafiają do innych systemów. Organizacje wykorzystują te informacje w dashboardach, systemach utrzymania ruchu i platformach do zarządzania flotą. Należą do nich między innymi:

• lokalizacja i stan baterii;
• status operacyjny i wykonane zadania;
• komunikaty o błędach i informacje serwisowe;
• status sieci;
• dane z czujników;
• wersje oprogramowania.

Przez połączenie wdrażane są również aktualizacje oprogramowania i modeli AI. Zużycie danych różni się znacznie w zależności od zastosowania. Device, który przesyła wyłącznie status i lokalizację, zużywa stosunkowo mało danych. Robot inspekcyjny wysyłający zdjęcia lub wideo potrzebuje znacznie większej przepustowości.

Nie wszystkie dane muszą od razu trafiać do chmury. Robot może analizować obraz z kamery lokalnie i wysyłać powiadomienie lub zdjęcie tylko wtedy, gdy system wykryje odchylenie.

Dlaczego zarządzanie łącznością staje się bardziej złożone przy skalowaniu

Przy jednym systemie w jednej lokalizacji łączność łatwo zorganizować. Często wystarczy lokalna karta SIM, połączenie Wi-Fi lub istniejące rozwiązanie sieciowe. Przy większym wdrożeniu rośnie liczba operatorów, profili SIM, umów i środowisk zarządzania. Bez centralnej kontroli trudniej jest sprawdzić:

• które karty SIM są aktywne;
• które devices są online;
• w jakiej sieci są zarejestrowane;
• ile danych zużywają;
• gdzie pojawiają się problemy.

Problem z połączeniem jednego robota testowego jest łatwy do opanowania. W parku maszynowym liczącym setki systemów ten sam problem wpływa na wsparcie techniczne, dostępność i koszty.

Międzynarodowe wdrożenie Physical AI: roaming i regulacje

System Physical AI, który dobrze działa w jednym kraju, w innych krajach napotyka nowe warunki. Operatorzy, zasięg, umowy roamingowe, przepisy i taryfy różnią się w zależności od kraju.

Szczególnej uwagi wymaga roaming stały. Mówimy o nim, gdy device przez dłuższy czas korzysta z zagranicznego profilu sieci komórkowej. Niektóre kraje i operatorzy wprowadzają w tym zakresie ograniczenia. Jeśli w każdym kraju potrzebna jest osobna karta SIM, osobny dostawca i osobna umowa, nakład pracy związany z zarządzaniem szybko rośnie.

Koncepcję łączności warto więc uwzględnić na wczesnym etapie projektowania. Wtedy z góry wiadomo, w jaki sposób devices są łączone, zarządzane i wspierane. Pomaga to uniknąć sytuacji, w której lokalne decyzje ograniczają później skalowalność międzynarodową.

Wi-Fi, sieci prywatne czy publiczne sieci komórkowe dla Physical AI?

Nie każde zastosowanie Physical AI wymaga tego samego połączenia. Dla robotów pracujących wyłącznie w jednym magazynie lub jednej fabryce Wi-Fi może być wystarczające. Organizacja zazwyczaj sama kontroluje tam infrastrukturę sieciową.

Na dużych terenach przemysłowych, w portach czy na terenach produkcyjnych prywatne sieci LTE lub 5G są często lepszym wyborem. Publiczne sieci komórkowe są istotne przede wszystkim dla devices, które:

• poruszają się na większych obszarach;
• są wykorzystywane w różnych lokalizacjach klientów;
• działają międzynarodowo;
• pracują poza stałymi środowiskami sieciowymi.

Przykładami są maszyny rolnicze, roboty inspekcyjne, pojazdy autonomiczne i mobilne maszyny w przestrzeni publicznej. W tych zastosowaniach niezawodna sieć lokalna nie zawsze jest dostępna.

Dlaczego łączność multi-network ma znaczenie dla Physical AI

Sieć komórkowa, która dobrze działa w jednej lokalizacji, nie zapewnia automatycznie takiego samego zasięgu ani stabilności w innej. Zależy to między innymi od:

• odległości od stacji bazowej;
• budynków i innych przeszkód;
• wykorzystywanych pasm częstotliwości;
• obciążenia sieci;
• technologii dostępnej w danej lokalizacji.

Łączność multi-network daje device dostęp do wielu sieci komórkowych. To, z której sieci device korzysta, zależy od umów roamingowych, profili SIM, ustawień modemu i sieci dostępnych na miejscu. Wybór sieci jest więc konfigurowany i nie jest automatycznie optymalny.

Korzyścią jest swoboda wyboru. Wiele opcji sieciowych zmniejsza zależność od jednego lokalnego operatora. Dzięki eSIM (eUICC) profile sieciowe można ponadto zmieniać zdalnie, bez fizycznej wymiany karty SIM. Ma to szczególne znaczenie przy wdrożeniu międzynarodowym i w przypadku devices przemieszczających się między lokalizacjami.

Centralne zarządzanie łącznością zapobiega rozproszeniu

Przy wdrożeniu międzynarodowym centralne zarządzanie łącznością zapewnia przejrzystość. Jedno środowisko zarządzania łatwiej objąć wzrokiem niż osobne portale i relacje z dostawcami w każdym kraju. Centralna platforma daje wgląd między innymi w:

• status SIM;
• rejestrację w sieci;
• zużycie danych;
• aktywne abonamenty;
• ostrzeżenia o nietypowym zużyciu.

Informacje takie jak lokalizacja GPS, komunikaty o błędach i wersje oprogramowania pochodzą zazwyczaj z samego systemu zarządzania devices lub flotą. Dzięki integracjom API dane o łączności można powiązać z tymi istniejącymi systemami. Organizacja nie musi więc tworzyć osobnego procesu zarządzania dla każdej nowej lokalizacji czy każdego nowego kraju.

Co dzieje się z Physical AI, gdy połączenie zostanie przerwane?

Awaria sieci nie może sprawić, że system Physical AI stanie się niebezpieczny. Dlatego z góry należy ustalić:

• które funkcje pozostają dostępne lokalnie;
• kiedy system zatrzymuje się w sposób kontrolowany;
• które dane są tymczasowo przechowywane lokalnie;
• które dane są przesyłane później.

Te decyzje należą do architektury samego systemu Physical AI. Dla warstwy łączności obowiązują inne wymagania, takie jak dostępność sieci, redundancja, wsparcie techniczne i obsługa incydentów. Ciągłość operacyjna zależy od tego, jak maszyna, oprogramowanie i łączność są wspólnie skonfigurowane.

Podsumowanie

Physical AI realizuje zadania czasu rzeczywistego i krytyczne dla bezpieczeństwa lokalnie. Łączność IoT odpowiada za monitoring, wymianę danych, zarządzanie oprogramowaniem i centralny wgląd. Przy jednym systemie pozostaje to przejrzyste. Przy setkach lub tysiącach systemów w wielu krajach koncepcja łączności decyduje o tym, ile dodatkowej pracy związanej z zarządzaniem wymaga każdy nowy device, każda nowa lokalizacja i każdy nowy kraj.

Organizacje, które uwzględniają łączność już na etapie projektowania, utrzymują nakład pracy związany z zarządzaniem pod kontrolą, gdy wdrożenie rośnie. Thingsdata łączy karty SIM multi-network od pięciu dostawców sieci z centralnym zarządzaniem w Thingsdata Control. Dzięki temu wdrożenie międzynarodowe nie zależy od jednego operatora.

Chcą Państwo dowiedzieć się, jak skonfigurować łączność IoT dla międzynarodowego wdrożenia Physical AI? Zapraszamy do kontaktu pod numerem +31-85-0443500 lub pod adresem info@thingsdata.com.