프로테우스 설계:
아마존의 첫 자율 모바일 로봇

 

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사례 연구 요약

아마존 로보틱스가 최초의 자율 모바일 로봇(AMR)인 프로테우스(Proteus)를 개발했을 때, 그들은 기술 전문 지식을 위해 TI와 10년 가까이 쌓아온 관계를 활용했습니다. TI의 임베디드 프로세서, 전원 및 연결 솔루션은 풀필먼트 (fulfillment) 프로세스를 최적화하고 작업자에 대한 보호를 향상시키기 위해
프로테우스의 세이프티 버블 및 기타 안전 지원 기술을 구현하는 데 도움을 주었습니다.

TI의 마케팅 수석 부사장인 Keith Ogboenyya는 "양사의 협력은 로봇 공학 분야에 대한 아마존의 우수성과 임베디드 프로세싱 및 아날로그에 대한 TI의 우수성을 중심으로 구축되었다."라고 말했습니다.

 

문제

아마존 로보틱스는 동일한 시설에서 조화롭고 안전하게 작업하고 아마존의 운영 규모에 따라 규모에 맞게 작동할 수 있는 로봇이 필요했습니다. 이러한 목표를 달성하려면 에지에서의 고효율 비전 처리, 실시간 제어 및 기능 안전 메커니즘의 조합이 필요합니다. 이러한 각 기술은 로봇이 주변 세계를 해석하고 빠르고 안전한 방식으로 반응할 수 있게 해줍니다.

솔루션

아마존 로보틱스의 설계자는 TI의 임베디드 프로세서 및 관련 전원 관리 멀티 채널 IC(PMIC)와 이더넷 및 CAN(컨트롤러 영역 네트워크) 및 RS-485
프로토콜과 같은 통신 솔루션을 사용하여 물체 감지 및 분류, 안전 버블 유지 보수, 이동 적응 및 운영 효율성에 대한 중요한 안전 및 효율성 문제를 해결할 수
있었습니다.

결과

아마존의 첫 번째 자율 모바일 로봇인 프로테우스는 이제 제한 구역에 국한되지 않고 아마존 시설을 탐색할 수 있습니다. 안전한 작동을 가능하게 하는 TI 기술을 탑재한 프로테우스는 주문 처리 센터에 자동화를 안전하고 효과적으로
통합하고 아마존 내에서 운영할 수 있는 가능성을 열었습니다.

아마존 로보틱스, TI 기술로 기능 안전 개선

 

아마존 로보틱스는 이커머스 운영에 750,000대 이상의 모바일 로봇을 배치한 세계 최대의 산업용 로봇 제조업체입니다. 풀필먼트(fulfillment) 센터, 공장 및 창고에서 로봇의 채택률과 자율성이 높아짐에 따라 현장에서 함께 일하는 인간과의 통제되고 안전한 상호작용이 어느때 보다도 중요해졌습니다.


아마존의 엔지니어링 및 로봇 부문 부사장 Parris Wellman은 “프로테우스는 사람 가까이에서 일할 수 있는 모바일 로봇입니다. 우리는 이제 로봇을 이전에는 불가능했던 곳까지 확장하여 배치할 수 있습니다. 이는 로봇을 인간과 긴밀하게 협력할 수 있는 공간에 도입할 수 있게 합니다.”라고 말했습니다.

두 회사는 10 년 가까이 협력 관계를 맺고 있으며, 풀필먼트 센터에서 로봇의 도입을 증가시키기 위해 협력하고 있습니다. 양사의 첫 협력 관계는 SIL(Safety Integrity Level) 2 안전 인증을 획득한 최초의 모바일 로봇인 아마존 로보틱스의 헤라클레스(Hercules) 개발로 거슬러 올라갑니다. 이제 TI와 아마존 로보틱스는 이전의 성공을 바탕으로 아마존 최초의 자율 이동 로봇(AMR)인 프로테우스에 인간과 같은 공간에서 원활하게 작동할 수 있는 기술을 탑재했습니다. 프로테우스 또한 SIL 2 안전 인증을 획득했습니다.
 


로봇이 사람 주변을 탐색하는 데 중요한 역할을 하는 세이프티 버블을 구현하는 TI의 TDA4VMDRA821 임베디드 프로세서는 세이프티 버블을 촉진합니다. 세이프티 버블은 로봇과 사람 사이에 보호 경계를 만들어 사람이 로봇 근처에 접근할 때마다 로봇이 경로를 변경하고 경로를 바꿀 수 있도록 합니다. RM46L852 마이크로컨트롤러와 함께 사용되는 TDA4VM은 로봇을 민감하고 쉽게 반응할 수 있게 합니다.

 

TDA4VM 및 DRA821 프로세서는 버블을 유지하는 동시에 최대 SIL 3의 기능 안전 표준을 지원하는 하드웨어 진단을 제공하는 통합 세이프티 아일랜드를 갖추고 있습니다. 이러한 장치의 긴밀하게 결합된 메커니즘은 시스템 고장 시에도 다양한 환경에서 사람 가까이에서 작동할 때 안전을 향상시킵니다. 이러한 메커니즘은 시스템 상태 진단을 제공하며, 프로테우스가 이상 징후를 감지하면 교정 조치 또는 종료를 트리거하여 배포 설정과 효율성을 최적화하는 데 도움이 됩니다.

Ogboenyya는 "TI 프로세서에는 실시간 기능과 함께 안전이 작동하도록 해주는 하드웨어 인프라를 갖추고 있으며, 아마존은 TI의 플랫폼에서 소프트웨어를 개발하게 될 것"이라고 말했습니다.

TI의 임베디드 프로세서 솔루션을 통해 프로테우스는 아마존 시설을 자율적으로 탐색할 수 있습니다. 또한 전원 관리 솔루션은 높은 전력 효율과 높은 전력 밀도를 지원하여 배터리 수명과 시스템 안전성을 높입니다. 연결 솔루션은 로봇이 이더넷 및 CAN과 같은 다양한 프로토콜을 통신하는 데 도움이 됩니다. 프로테우스는 포장 카트 리프팅 및 운송과 같은 주문 처리 센터에 기능적인 지원을 제공하지만 공장 및 창고 환경에서 더 많은 작업을 수행할 수 있는 잠재력을 가지고 있습니다. 아마존 로보틱스는 사람들과 함께 안전하고 협력적이며 효과적으로 작동하도록 설계했기 때문에 프로테우스와 같은 AMR은 한때 인간에게만 제한되었던 더 많은 제한된 영역에 액세스할 수 있습니다.

웰먼은 “훌륭한 파트너십이었고, 양사가 앞으로도 함께 로봇을 출시할 것을 기대한다”고 말했습니다.

아마존 로보틱스 (Amazon Robotics) 소개

아마존은 풀필먼트 기술 및 로보틱스 팀에서 사람과 지능형 기계 간의 역동적인 파트너십을 구축합니다. 이러한 복잡한 협업은 아마존이 타의 추종을 불허하는 정확도로 주문을 처리하는 데 도움이 됩니다. 아마존은 로봇 공학을 사용하기 시작한 이래로 전 세계적으로 백만 개 이상의 새로운 일자리를 창출했습니다. 아마존의 로봇로봇 기술과 조화를 이루며 일하는 직원들은 업계에서 가장 진보한 기술 중 일부와 함께 작업함으로써 기술 역량을 확장할 수 있는 기회를 얻게 됩니다. 여기에는 자율 모바일 로봇, 정교한 제어 소프트웨어, 언어 인식, 기계 학습, 물체 인식 및 명령에 대한 의미 이해와 같은 기술이 포함됩니다. 이러한 기술을 통해 직원들은 지속적으로 향상된 고객 및 직원 경험을 제공할 뿐만 아니라 아마존시설의 안전성을 향상시킬 수 있습니다.

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인식 감지, 정밀한 모터 제어, 실시간 통신 및 AI 기술을 위해 설계된 제품을 사용하여 로봇 설계를 구현합니다. 로봇 응용 분야에 대한 TI의 전담 엔지니어링 전문성과 모든 로봇 설계 유형에 적합한 제품 선택이 결합되어 설계 프로세스를 가속화할 수 있습니다.

TI의 방대한 Arm® 기반 애플리케이션 프로세서 포트폴리오는 오토모티브, 산업용 및 사물 인터넷 기기를 위한 광범위한 고효율 에지 컴퓨팅 성능을 제공합니다. TI는 전력, 크기, 중량 및 비용 등 핵심 시스템 리소스를 희생하지 않고 성능을 제공하는 SoC(시스템 온 칩) 아키텍처를 사용합니다. TI 개발 플랫폼은 하드웨어, 오픈소스 소프트웨어 및 툴을 갖추고 있어 신속한 제품 출시를 도와줍니다.


 

TI에는 범용 및 프로토콜별 인터페이스 장치의 광범위한 포트폴리오가 있습니다. 광범위한 인터페이스 프로토콜을 지원하는 TI는 표준 호환 및 통합 기능을 업계 최소형 패키지 크기에 통합하는 장치로 시스템 성능과 안정성을 높일 수 있도록 지원합니다.