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作者：德州儀器 過去，人機(jī)界面 (HMI) 包括一個物理控制面板，用戶可通過其中的按鈕、開關(guān)和指示燈與機(jī)器進(jìn)行交流。隨著技術(shù)的進(jìn)步，用戶能夠監(jiān)控過程、查看狀態(tài)信息顯示和發(fā)送命令。如今，HMI 應(yīng)用隨處可見，包括用于控制電視的智能手機(jī)應(yīng)用程序、在車內(nèi)發(fā)出語音命令、醫(yī)院內(nèi)的患者監(jiān)護(hù)或智能工廠里的觸摸屏控制面板。 在日常生活中，我們發(fā)現(xiàn)機(jī)器的觸點越來越多。那么，HMI的未來如何？除了數(shù)據(jù)收集、控制和顯示外，新一代HMI將拋開傳統(tǒng)的人機(jī)界面，在各種應(yīng)用中提供人機(jī)交互，使機(jī)器可以智能地作業(yè)并與人類交流。 步入人機(jī)交互的新世界，將需要交互式的智能應(yīng)用，同時，用于支持實現(xiàn)HMI的處理器也面臨一系列新的挑戰(zhàn)。下面，我們來詳細(xì)了解下一代 HMI的3個考慮因素。 考慮因素 1：采用邊緣 AI 實現(xiàn)新功能 新一代 HMI 設(shè)計將依賴于邊緣人工智能 (AI) 來實現(xiàn)新功能。例如，機(jī)器視覺可通過面部識別來實現(xiàn)對機(jī)器的受控訪問或通過手勢識別來實現(xiàn)無接觸操作，如圖 1 所示。此外，向 HMI 設(shè)計中添加邊緣AI功能（如機(jī)器視覺），可以對當(dāng)前系統(tǒng)狀態(tài)和預(yù)測性維護(hù)進(jìn)行更準(zhǔn)確的分析。創(chuàng)建全新的HMI應(yīng)用時，需要考慮邊緣AI應(yīng)用開發(fā)的工作量以及處理器的功能。 
圖 1：一名專業(yè)醫(yī)療人員使用手勢識別與智能 HMI 系統(tǒng)進(jìn)行交互 考慮因素 2：平衡性能和功耗 在單個芯片上高度集成會影響器件功耗，尤其是在邊緣AI功能完全啟用的情況下更是如此。小型設(shè)計通常需要小巧的外形，特別是在惡劣環(huán)境中，這會使得最終產(chǎn)品的功耗設(shè)計更為復(fù)雜。設(shè)計人員必須克服挑戰(zhàn)，在既考慮熱限制又不增加整體系統(tǒng)成本的情況下，創(chuàng)建高功效的設(shè)計。低功耗設(shè)計應(yīng)包括超低功耗和多個低功耗模式，以便延長產(chǎn)品壽命。 考慮因素 3：集成智能連接和差異化顯示支持 現(xiàn)場設(shè)備和傳感器以及新興的實時工業(yè)通信協(xié)議數(shù)量不斷增加，給新的HMI應(yīng)用帶來了挑戰(zhàn)。例如，智能工廠環(huán)境中的HMI需要與其他設(shè)備和機(jī)器進(jìn)行通信，這意味著HMI設(shè)計需要具備連接和控制功能。顯示不僅是設(shè)計HMI的另一考慮因素，還能提供獨(dú)特的功能和增強(qiáng)人機(jī)交流的方法。 在HMI設(shè)計中使用TI的全新處理器系列 隨著HMI不斷發(fā)展，支撐此類應(yīng)用的處理器技術(shù)必須能夠滿足發(fā)展要求。TI的Sitara AM62 處理器系列采用具有多個工業(yè)外設(shè)的低功耗設(shè)計，在考慮下一代HMI設(shè)計因素的前提下，向雙顯示和小尺寸應(yīng)用添加了高能效邊緣AI 處理功能。 通過可擴(kuò)展的單核至四核 Arm Cortex-A53（高達(dá) 1.4GHz）平臺和支持TensorFlow的主線 Linux，AM62 處理器可促進(jìn)邊緣AI功能的實現(xiàn)。軟件和開箱即用演示簡化了在 AM62 處理器上評估邊緣AI應(yīng)用的過程，同時，邊緣AI開發(fā)資源和培訓(xùn)學(xué)院可幫助您減少設(shè)計工作量并節(jié)省時間。 這款處理器的低功耗設(shè)計支持比上一代高 30% 以上的內(nèi)核電壓，從而將功耗降低 30% 以上并實現(xiàn)更高的性能。簡化的硬件設(shè)計可實現(xiàn)具有緊湊尺寸和成本效益的系統(tǒng)解決方案。多個功耗模式（低至5mW）可實現(xiàn)便攜式的電池供電設(shè)計。 片上資源（包括通用異步接收器/發(fā)送器、串行外設(shè)接口和 I2C）可為常見的工業(yè)傳感器或控制器提供各種連接選項。借助第三方生態(tài)系統(tǒng)，AM62處理器還提供雙以太網(wǎng)支持和 EtherCAT主站支持。 AM62處理器支持各種顯示接口，包括具有成本效益的RGB888接口，以及支持2K和全高清顯示的低壓差分信號接口。雙顯示功能可實現(xiàn)設(shè)計靈活性和創(chuàng)新。 結(jié)語 未來的HMI會為各種環(huán)境和應(yīng)用中的人機(jī)交流注入更多智能和創(chuàng)新元素：比如，手術(shù)室里的專業(yè)醫(yī)療人員通過聲音而非觸控屏幕即可與患者監(jiān)護(hù)系統(tǒng)交互，從而保持無菌環(huán)境；或者，在嘈雜的工廠環(huán)境中，工人僅通過一個手勢即可操作控制面板。借助AM62處理器系列，開始設(shè)計您的下一代HMI吧。 |
