Solist-AI™ 테크놀로지
AI (Artificial Intelligence)라고 하나의 단어로 표현하더라도, 그 역할이나 성능은 AI 기술 자체와 탑재되는 마이컴과 같은 제품에 따라 매우 다양합니다. 본 페이지에서는 로옴의 Solist-AI™가 어떻게 실현되고, 고객에게 무엇을 제공할 수 있는지 자세하게 소개하겠습니다.
기술 상세
Solist-AI™ 솔루션은 독자적인 온 디바이스 학습 AI를 탑재한 Solist-AI™ 마이컴과 유틸리티 소프트웨어 및 평가 기판 등 풍부한 서포트 툴로 구성하여 제공하고 있습니다.
1. 엣지 컴퓨터 AI 마이컴 (Solist-AI™ 마이컴)
Solist-AI™ 마이컴은 심플한 3층 뉴럴 네트워크 알고리즘으로 구성된, 로옴의 독자적인 하드웨어 AI 액셀레이터 「AxlCORE-ODL」을 탑재한 마이컴입니다. Arm® Cortex® 프로세서, ROM 용량, 단자수에 따라 제품을 전개하여, 폭넓은 용도에서 온 디바이스 AI 솔루션을 제공합니다.
AI 마이컴의 상세 내용은 하기 제품 정보 페이지를 참조하여 주십시오.
2. Solist-AI™의 AI 알고리즘과 「AxlCORE-ODL」
Solist-AI™의 AI 알고리즘은 3층 뉴럴 네트워크를 바탕으로 하는 익스트림 러닝 머신 (Extreme learning machine, ELM)의 일종입니다. 하드웨어화에 적합한 연산 구성과 AI 처리 시의 메모리 소비량을 억제할 수 있다는 특징이 있습니다.
또한, AxlCORE-ODL은 AI 알고리즘을 저소비전력으로 고속 실행하기 위한 하드웨어 액셀레이터입니다. AI용 연산의 고속화와 더불어, AI 처리 전체를 batch화하여 실행할 수 있어, AI 처리 중 MCU 측의 부담을 대폭 저감할 수 있습니다. 이러한 batch 처리를 재구성함으로써 FFT의 고속화 등도 가능합니다.
3. AI 동작 확인용 시뮬레이터 「Solist-AI™ Sim」
Solist-AI™ Sim은 Solist-AI™의 기능을 PC 상에서 확인할 수 있는 시뮬레이션 툴입니다. AI의 학습 · 추론 결과를 간단하게 확인할 수 있어, 단기간에 AI 활용 효과를 확인할 수 있습니다. 시뮬레이션 1회당 필요한 시간은 수초정도로 짧아, 여러 조건에서의 활용 효과를 단시간에 검토할 수 있습니다.
현재, 이상 검출용 (기계 학습)과 예측 / 파라미터 추정용 (지도 학습) 시뮬레이션 툴을 공개하고 있습니다.
4. 실제 기기에서의 동작 확인용 유틸리티 「Solist-AI™ Scope」
Solist-AI™ Scope는 Solist-AI™ 마이컴 내부에서 취급하는 데이터를 파형으로 표시하는 툴입니다. AI에 입력되는 센서 데이터나 AI에서 출력되는 비정상지수의 데이터 등을 실시간으로 확인할 수 있어, AI가 예상대로 동작하는지의 여부를 간단히 확인할 수 있습니다.
※ Solist-AI™ Scope는 레퍼런스 소프트웨어에 포함되어 있습니다.
5. 탑재 소프트웨어 개발
레퍼런스 소프트웨어 (Peripheral 드라이버, 라이브러리, 샘플 소프트웨어)
Solist-AI™ 마이컴용의 각종 Peripheral 드라이버, AI 라이브러리 및 각종 샘플 프로그램입니다. 통합 개발 환경 「LEXIDE-Ω」과 레퍼런스 보드로 동작 확인이 가능합니다.
Solist-AI™의 동작을 모니터링하기 위한 목적으로, 실시간 뷰어 : Solist-AI™ Scope도 구비되어 있습니다. 사용 시에는 접속 어댑터 (MM-FT232HC*1)가 별도로 필요합니다. (미제공)
AI 어플리케이션의 샘플 소프트웨어
Solist-AI™ 마이컴을 사용한 이상 검출 AI 어플리케이션의 샘플 소프트웨어입니다. 가속도 센서에서 취득한 가속도 데이터를 바탕으로 초기 학습 · 추론을 실행하여 비정상지수를 산출합니다.
본 샘플 소프트웨어 동작을 위해서는, 통합 개발 환경 「LEXIDE-Ω」과 레퍼런스 보드 이외에도 가속도 센서 및 PC 접속용 어댑터 (MM-FT232HC*1)가 별도로 필요합니다. (미제공)
*1 MM-FT232HC는 Sunhayato의 제품입니다.
*2 FT232H / FT2232H는 FTDI의 제품입니다.
6. ARM® 코어 통합 개발 환경
LAPIS Development Tools LEXIDE-Ω은 로옴의 독자적인 8bit RISC 프로세서 「nX-U8/100 코어」, 16bit RISC 프로세서 「nX-U16/100 코어」를 탑재한 마이크로 컨트롤러용, 및 Arm® Cortex®-M 코어를 탑재한 로옴의 마이크로 컨트롤러용 어플리케이션 프로그램 개발 환경입니다.
오픈 소스인 Eclipse 및 CDT 플러그인을 바탕으로 한 통합 개발 환경으로, 효율적인 프로그램 개발을 서포트합니다.
Keil® MDK 사용 시에는 별도로 문의하여 주십시오.
7. 마이컴 탑재 레퍼런스 보드 (로옴 제공)
Solist-AI™ 마이컴의 동작을 확인할 수 있는 레퍼런스 보드입니다. 소프트웨어의 개발, 디버그, Flash 기록을 실행할 수 있습니다. 또한, Solist-AI™ Scope를 접속하여 AI의 동작을 확인할 수 있습니다.
8. 마이컴 탑재 레퍼런스 보드 (에코 시스템 파트너 제공)
에코 시스템 파트너에서 제공되는 AI 마이컴 탑재 시스템 평가 보드입니다. 자세한 사항은 에코 시스템 파트너에 관한 페이지를 참조하여 주십시오.
도입 절차 · 활용 사례
Solist-AI™는 독자적으로 개발한 온 디바이스 학습 AI 기술과 풍부한 서포트 툴을 제공하여, 고객 측에서의 검토 및 검증, 운용까지 서포트하고 있습니다. 본 페이지에서는 Solist-AI™의 도입 절차와 활용 사례에 대해 소개하겠습니다.
Solist-AI™ 활용 사례 1 - 예지보전 -
모터의 축수 손상 검출 : 생산설비 / 기계의 예지보전으로서, 상태 기준 모니터링 CBM에 활용
Solist-AI™ 마이컴용의 각종 Peripheral 드라이버, AI 라이브러리 등
배경과 과제
- 생산설비 / 기계 등의 이상 / 고장의 예지보전
- 정기 점검을 위한 인적 리소스 (지식을 보유한 엔지니어) 부족
Solist-AI™의 활용
- 설비의 초기 도입 시 가속도 센서 등을 사용하여 정속 운전의 진동 상태를 정상적인 데이터로서 현장 학습
- 통상 동작 시의 진동 상태를 학습 데이터와 지속적으로 비교하여, 일정량 괴리가 발생한 경우 이상 징조 (＝"평소와 다름") 경고
기대할 수 있는 효과
- "평소와 다름"을 AI로 조기 검출하여, 원인 조사
⇒ 예상하지 못한 장치의 수리 / 교환 및 일시적 / 장기적 가동 중지 저감 - 인력에 의한 TBM에서 AI 시스템에 의한 CBM 구축
⇒ 토탈 유지보수 비용 삭감
※상기 내용은 예지보전의 사례 중 하나입니다. 모터 시스템뿐만 아니라, 다양한 시스템에 적용 가능합니다.
Solist-AI™ 활용 사례 2 - 상태 / 열화 / 파라미터 예측 -
배터리의 열화 예측 / 상태 변화 검출 : 제품 열화 지표의 미래 예측이나 통상적으로 측정이 불가한 파라미터의 추정에 활용
배경과 과제
- 고객의 배터리 탑재 기기의 사용 방법은 제각각
- 배터리 만충전 용량의 열화 등을 파악할 수 없어 사용 방법이 제한됨
Solist-AI™의 활용
- 표준 열화 특성 (SOH)을 사전에 학습하여 출하. 실제 사용 시의 SOH를 추가로 학습하여 배터리 열화를 정확하게 예측
- 배터리 각 셀의 표준 충방전 특성을 사전에 학습하여 출하. 실제 사용 시의 추가 학습을 통해, 셀 편차를 고려하여 상태 변화 검출
기대할 수 있는 효과
- 고객 측에서의 사용 방법 / 사용 환경 학습
⇒ 미래의 열화를 예측하여, 사용 가능 기간을 연장 - 각 셀의 편차를 고려하여 학습
⇒ 충전 용량 및 불균형한 이상 / 상태 변화를 조기에 검출
※상기 내용은 상태 / 열화 예측의 일례입니다. 배터리 시스템뿐만 아니라 다양한 시스템에 적용할 수 있습니다.
Solist-AI™ 활용 사례집
모터의 이상 검출 · 배터리 열화뿐만 아니라, 산업기기 · 전자기기 · 생산 설비 등 다양한 분야의 도입 사례를 정리한 자료입니다. Solist-AI™ 도입 검토 시 참조하여 주십시오.
에코 시스템 파트너와의 협력
Solist-AI™는 다양한 에코 시스템 파트너와 공동으로 제공하고 있습니다. 하드웨어 및 소프트웨어의 개발을 비롯하여 기반 환경의 개발 · 제공에 이르기까지, 고객 측에서 신속하게 도입하여 사용할 수 있도록 지원하고 있습니다.
또한, Solist-AI™를 통한 AI 이노베이션 확대에 기여하고자, 에코 시스템 파트너를 지속적으로 모집하고 있습니다.
문의 · 에코 시스템 파트너 모집
Solist-AI™ 에코 시스템에 동참하여, 함께 새로운 기술 혁신을 이루어 내고자 하는 기업의 참가를 환영합니다. 함께 업계를 리드하여 새로운 가치를 창출해 나가고자 합니다. 로옴과 함께 차세대 기술 혁신을 실현하지 않으시겠습니까?
주) 「Solist-AI™」는 로옴 주식회사의 상표 또는 등록상표입니다.
「ARM®」「Cortex®」「Keil®」은 Arm Limited 또는 해당 자회사의 상표 또는 등록상표입니다.