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作者：德州儀器 過(guò)去，人機界面 (HMI) 包括一個(gè)物理控制面板，用戶(hù)可通過(guò)其中的按鈕、開(kāi)關(guān)和指示燈與機器進(jìn)行交流。隨著(zhù)技術(shù)的進(jìn)步，用戶(hù)能夠監控過(guò)程、查看狀態(tài)信息顯示和發(fā)送命令。如今，HMI 應用隨處可見(jiàn)，包括用于控制電視的智能手機應用程序、在車(chē)內發(fā)出語(yǔ)音命令、醫院內的患者監護或智能工廠(chǎng)里的觸摸屏控制面板。 在日常生活中，我們發(fā)現機器的觸點(diǎn)越來(lái)越多。那么，HMI的未來(lái)如何？除了數據收集、控制和顯示外，新一代HMI將拋開(kāi)傳統的人機界面，在各種應用中提供人機交互，使機器可以智能地作業(yè)并與人類(lèi)交流。 步入人機交互的新世界，將需要交互式的智能應用，同時(shí)，用于支持實(shí)現HMI的處理器也面臨一系列新的挑戰。下面，我們來(lái)詳細了解下一代 HMI的3個(gè)考慮因素。 考慮因素 1：采用邊緣 AI 實(shí)現新功能 新一代 HMI 設計將依賴(lài)于邊緣人工智能 (AI) 來(lái)實(shí)現新功能。例如，機器視覺(jué)可通過(guò)面部識別來(lái)實(shí)現對機器的受控訪(fǎng)問(wèn)或通過(guò)手勢識別來(lái)實(shí)現無(wú)接觸操作，如圖 1 所示。此外，向 HMI 設計中添加邊緣AI功能（如機器視覺(jué)），可以對當前系統狀態(tài)和預測性維護進(jìn)行更準確的分析。創(chuàng )建全新的HMI應用時(shí)，需要考慮邊緣AI應用開(kāi)發(fā)的工作量以及處理器的功能。 
圖 1：一名專(zhuān)業(yè)醫療人員使用手勢識別與智能 HMI 系統進(jìn)行交互 考慮因素 2：平衡性能和功耗 在單個(gè)芯片上高度集成會(huì )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。小型設計通常需要小巧的外形，特別是在惡劣環(huán)境中，這會(huì )使得最終產(chǎn)品的功耗設計更為復雜。設計人員必須克服挑戰，在既考慮熱限制又不增加整體系統成本的情況下，創(chuàng )建高功效的設計。低功耗設計應包括超低功耗和多個(gè)低功耗模式，以便延長(cháng)產(chǎn)品壽命。 考慮因素 3：集成智能連接和差異化顯示支持 現場(chǎng)設備和傳感器以及新興的實(shí)時(shí)工業(yè)通信協(xié)議數量不斷增加，給新的HMI應用帶來(lái)了挑戰。例如，智能工廠(chǎng)環(huán)境中的HMI需要與其他設備和機器進(jìn)行通信，這意味著(zhù)HMI設計需要具備連接和控制功能。顯示不僅是設計HMI的另一考慮因素，還能提供獨特的功能和增強人機交流的方法。 在HMI設計中使用TI的全新處理器系列 隨著(zhù)HMI不斷發(fā)展，支撐此類(lèi)應用的處理器技術(shù)必須能夠滿(mǎn)足發(fā)展要求。TI的Sitara AM62 處理器系列采用具有多個(gè)工業(yè)外設的低功耗設計，在考慮下一代HMI設計因素的前提下，向雙顯示和小尺寸應用添加了高能效邊緣AI 處理功能。 通過(guò)可擴展的單核至四核 Arm Cortex-A53（高達 1.4GHz）平臺和支持TensorFlow的主線(xiàn) Linux，AM62 處理器可促進(jìn)邊緣AI功能的實(shí)現。軟件和開(kāi)箱即用演示簡(jiǎn)化了在 AM62 處理器上評估邊緣AI應用的過(guò)程，同時(shí)，邊緣AI開(kāi)發(fā)資源和培訓學(xué)院可幫助您減少設計工作量并節省時(shí)間。 這款處理器的低功耗設計支持比上一代高 30% 以上的內核電壓，從而將功耗降低 30% 以上并實(shí)現更高的性能。簡(jiǎn)化的硬件設計可實(shí)現具有緊湊尺寸和成本效益的系統解決方案。多個(gè)功耗模式（低至5mW）可實(shí)現便攜式的電池供電設計。 片上資源（包括通用異步接收器/發(fā)送器、串行外設接口和 I2C）可為常見(jiàn)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，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(shí)現設計靈活性和創(chuàng )新。 結語(yǔ) 未來(lái)的HMI會(huì )為各種環(huán)境和應用中的人機交流注入更多智能和創(chuàng )新元素：比如，手術(shù)室里的專(zhuān)業(yè)醫療人員通過(guò)聲音而非觸控屏幕即可與患者監護系統交互，從而保持無(wú)菌環(huán)境；或者，在嘈雜的工廠(chǎng)環(huán)境中，工人僅通過(guò)一個(gè)手勢即可操作控制面板。借助AM62處理器系列，開(kāi)始設計您的下一代HMI吧。 |
