KI-gestützte Bildanalyse am Edge

Hintergrund

Das Training von KI-Modellen zur Bildanalyse ist zunehmend ausgereift. Insbesondere bei der Analyse medizinischer Bilder übertrifft die Leistungsfähigkeit teilweise bereits die Beurteilung durch durchschnittliche Ärzte. Auch der YOLO-Algorithmus hat mit Version v8 erhebliche Leistungsfortschritte erzielt. In der Praxis ist KI-gestützte Bildinferenz jedoch noch nicht flächendeckend verbreitet, unter anderem weil geeignete Einsatzgeräte und die zugehörigen rechtlichen Rahmenbedingungen noch nicht vollständig entwickelt sind.

Die Medizinbranche ist vergleichsweise zurückhaltend und hat lange Entwicklungszyklen. Dennoch entstehen zunehmend modulare Ansätze für Hard- und Software. Neue Marktteilnehmer verstärken sowohl die Nachfrage nach neuen Technologien als auch nach universell nutzbaren Funktionsmodulen.

Edge-KI-Anwendung: medizinische Bildinferenz am Edge

Obwohl KI-Modelle weitgehend ausgereift sind, werden sie häufig noch für Training und Inferenz in der Cloud verwendet und sind nicht vollständig am Edge angekommen. Zugleich sind 5G-Verbindungen noch nicht ausreichend verbreitet oder kostengünstig für einen breiten Einsatz. Große Bild- und Videomengen in die Cloud zu übertragen ist daher wirtschaftlich oft nicht tragfähig. Die Branche sucht deshalb nach Edge-Computing-Lösungen, um KI-Anwendungen durch hybride Bereitstellung zwischen Cloud und Edge praktisch umzusetzen.

Die langen Entwicklungszyklen der Medizinbranche stehen dem nicht grundsätzlich entgegen. Mehrere Unternehmen haben medizinische Edge-KI-Inferenz frühzeitig in ihre Planung aufgenommen. Die umfangreiche Edge-Erfahrung von Advantech stieß daher auf großes Interesse. Ein großer chinesischer Medizingerätehersteller arbeitet gemeinsam mit Advantech an der Entwicklung und am Konformitätsprozess einer modularen Edge-KI-Inferenzeinheit. Die wesentlichen Herausforderungen liegen in der Stabilität von Hard- und Software und der Bereitstellung einer universellen KI-Umgebung. Nach mehreren Evaluierungsrunden wählte der Kunde das Computermodul ROM-5722 in Industriequalität von Advantech als zentrale Steuereinheit seines Endoskopsystems.

Lösung

Hochwertige Hardware

Das Advantech ROM-5722 ist ein SMARC-Computermodul auf Basis des NXP i.MX8M Plus. Vier Cortex-A53-Kerne mit 1,8 GHz bieten stabile und effiziente Rechenleistung. Das ROM-5722 verfügt über umfangreiche Schnittstellen, darunter zwei LAN-Ports sowie mehrere USB-, UART-, I2C-, GPIO-, PCIe-3.0- und CAN-FD-Anschlüsse. Es unterstützt einen erweiterten Temperaturbereich von -40 bis 85 °C. Zusammen mit dem stabilen, kundenspezifisch angepassten BSP von Advantech bildet dies die Grundlage für langfristig zuverlässige Hard- und Software.

• Langfristige Hardwarestabilität;
• Umfangreiche Peripherieerweiterungen;
• Langfristige Lieferverfügbarkeit.

Integration von Hard- und Software

Advantech verfügt über ein Team für hardwarenahe Software und Hardware mit durchschnittlich mehr als zehn Jahren Branchenerfahrung. Es besitzt umfassende Kenntnisse in Betriebssystemen wie Yocto, Ubuntu, Debian, UOS, Kylin, UnionTech, Android und UNX. Aus langjähriger Forschung und Erprobung entstand Advantech Industrial Linux (AIL), auch JelinaOS genannt. Darauf aufbauend bündelte Advantech seine Stärken bei der Zusammenarbeit zwischen Cloud und Edge sowie der Hard- und Softwareintegration in Jelina: einer umfassenden Edge-to-Cloud-Plattform für IoT-Edge-Verwaltung und einer Softwarelösung für Edge Computing.
Jelina gewährleistet langfristige Stabilität auf Systemebene am Edge, bietet universelle Software für sichere weltweite Fernverwaltung und stellt umfassende Unterstützung für Software- und Hardwareplattform-Upgrades bereit. Das Team kann die erforderliche hardwarenahe Unterstützung auf die Geschäftsanwendungen der Kunden abstimmen: von U-Boot und EC/MCU über Optimierung und Anpassung des Kernels, kundenspezifische Dateisysteme und Komponenten bis zur Bereitstellung von Anwendungsframeworks, Entwicklung einzelner Anwendungsmodule und vollständiger Portierung. So bietet das Advantech-Softwareteam Unterstützung von der Embedded-Entwicklung bis zur Cloud.
Advantech verfügt über langjährige Erfahrung im allgemeinen IoT-Markt, mehrere Lösungsentwürfe für intelligente Kraftwerke und umfangreiche Projekterfahrung in der Energiespeicherung für erneuerbare Energien. Dadurch werden nach und nach verschiedene Bereiche der Energiewirtschaft verbunden. Zahlreiche Edge-Gateways erweitern die Abdeckung des chinesischen Stromnetzes, ermöglichen realitätsnähere Messdaten und Modelle und schaffen die Grundlage für künftige automatisierte dynamische Netzanpassungen.

Embedded+-Softwaredienstleistungen von Advantech

Technische Daten des ROM-5722

• Leistungsfähiger NXP Arm® Cortex®-A53 i.MX8M Plus Quad-/Dual-Core-Prozessor mit bis zu 1,8 GHz;
• 1 x Arm Cortex-M7 core
• 6 GB LPDDR4-Arbeitsspeicher onboard, 4000 MT/s;
• Unterstützung für 1 × MIPI-CSI mit 4 Lanes, 1 × Dual-Channel-LVDS oder 1 × Display-Schnittstelle;
• Unterstützung für 4 × USB 2.0, 1 × USB 2.0 OTG, 4 × UART, 5 × I2C, 14 × GPIO und 1 × PCIe 3.0;
• Unterstützung für 2 × Gigabit-LAN und 2 × CAN-FD;
• NPU-KI-Rechenleistung von 2,3 TOPS;
• Unterstützung für mehrere Betriebssysteme, darunter Linux und Android.

Weitere Informationen zu Produkten und Anwendungen erhalten Sie über die Advantech-Embedded-Hotline unter 400-001-9088.