設計 Proteus:Amazon 的首款自主行動機器人

 

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案例研究摘要

Amazon Robotics 開發其首款自主行動機器人 (AMR) Proteus 時,充分運用與 TI 近十年的合作關係來獲取技術專業知識。我們的嵌入式處理器、電源和連接解決方案可協助在 Proteus 中建立安全泡泡和其他安全支援技術,目標是最佳化配送流程並加強對工作人員的保護。

 TI 資深行銷副總裁 Keith Ogboenyiya 表示:「我們的合作實際上是奠基於 Amazon 在機器人領域的出色表現,以及 TI 在嵌入式處理與類比領域的卓越技術。」

挑戰

Amazon Robotics 需要一款機器人,能夠在同一設施中和諧、安全地與工作人員一起工作,並能根據 Amazon 營運的規模進行大規模操作。若要達成此目標,必須結合高效率的邊緣視覺處理、即時控制與功能安全機制。上述每項技術都能讓機器人解讀周遭環境,並以快速、安全的方式做出反應。

解決方案

Amazon Robotics 的設計人員運用 TI 的嵌入式處理器和相關的電源管理多通道 IC (PMIC),以及乙太網路和控制器區域網路 (CAN) 與 RS-485 通訊協定等通訊解決方案,成功解決物體偵測和分類、安全泡泡維護、運動適應和運作效率的關鍵安全和效率挑戰。

成果

Amazon 的第一個自主行動機器人 Proteus 現在可以在 Amazon 設施中自主導航,而不受限制區域的限制。Proteus 配備了可實現安全操作的 TI 技術,為安全有效地將自動化整合到配送中心並在 Amazon 內運作提供了更多可能性。

Amazon Robotics 運用 TI 技術提升功能安全性

Amazon Robotics 是全球最大的工業機器人製造商,其電子商務營運中部署了超過 750,000 台行動機器人。隨著機器人在配送中心、工廠和倉庫中的採用和自主性不斷提高,機器人與伴隨機器人工作的人員之間的控制和安全互動變得極為重要。

Amazon 工程和機器人副總裁 Parris Wellman 表示:「Proteus 是一種可以在人員附近工作的行動機器人。我們可以將機器人的觸及範圍擴展到以前無法到達的地方。這讓我們能夠將機器人技術帶入可以與人類緊密合作的空間。」

兩家公司的合作關係已持續近十年,正密切合作來提高配送中心的機器人使用率。最初開始在 Amazon Robotics 的 Hercules 上合作,這是首個廣泛開發並具備安全完整性等級 (SIL) 2 安全認證的行動機器人。現在,TI 和 Amazon Robotics 在先前的成功基礎上,為 Amazon 的首款自主行動機器人 (AMR) Proteus 配備技術,使其能夠在與人類相同的空間中流暢運作。Proteus 也獲得 SIL 2 安全認證。
 


TI 的 TDA4VM 和 DRA821 嵌入式處理器有助於實現所謂的安全泡泡,這對於機器人在人員周圍導航的能力極為重要。安全泡泡會在機器人與人員間建立保護邊界,因此只要人員接近機器人附近,機器人就可以重新規劃路線並變更路徑。TDA4VM 搭配 RM46L852 微控制器使用,可讓機器人反應靈敏且適應性強。

除了協助維持泡泡外,TDA4VM 和 DRA821 處理器均具備整合式安全島,可提供硬體診斷以支援高達 SIL 3 的功能安全標準。這些裝置中緊密耦合的機制可強化在各種環境下於人員附近操作時的安全性,即使在系統發生故障的情況下也不例外。這些機制提供了系統健康狀況診斷,如果 Proteus 偵測到異常情況,即可觸發糾正措施或關機,有助於最佳化效率及其部署設定。

Ogboenyiya 表示:「TI 處理器的硬體基礎架構可兼顧安全性與即時功能,Amazon 也可在我們的平台上開發其軟體。」

透過 TI 的嵌入式處理器解決方案,Proteus 可以在 Amazon 的設施內自主導航。此外,電源管理解決方案也可實現高電源效率與高功率密度,進而延長電池壽命並提升系統安全性。連線解決方案可協助機器人進行不同通訊協定的通訊,例如乙太網路和 CAN。儘管 Proteus 目前可為配送中心提供功能支援,例如舉升和運輸包裝購物車,但在工廠和庫房環境中,Proteus 還有潛力從事更多的工作。由於 Amazon Robotics 將 Proteus 等 AMR 設計為與人員一起安全、協作且有效地工作,因此現在 AMR 可以進入曾經僅限人員的更狹窄區域。

Wellman 表示:「這是一次絕佳的合作關係,我們期待能繼續共同發布更多未來的機器人設計。」

關於 Amazon Robotics

在配送技術和機器人團隊中,Amazon 在人員與智慧型機器之間建立了動態的合作夥伴關係。 這種複雜的協作有助於 Amazon 以無與倫比的準確性配送訂單。自從 Amazon 開始使用機器人技術以來,已在全球增加了超過一百萬個就業機會。與 Amazon 的機器人技術協同工作,員工有機會與業界最先進的技術合作,擴展其技術能力。其中包括自主移動機器人、複雜的控制軟體,以及語言感知、機器學習、物體辨識和命令語義理解等技術。這些技術可協助員工提供不斷改善的客戶和員工體驗,並提高 Amazon 設施的安全性。

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