ADVERTISE SUBSCRIBE TECHNICAL ARTICLES EVENTS ETNdigi ABOUT USCONTACT
ECF26 infobanner

IN FOCUS

AI-agentit tuovat älykkään automaation piirien ja piirilevyjen suunnitteluun

Puolijohde- ja piirilevysuunnittelun seuraavaa vaihetta määrittävät kaksi rinnakkaista tavoitetta. Ensinnäkin halutaan kasvattaa suunnittelutyökalujen suorituskykyä. Lisäksi on tärkeää parantaa suunnittelijoiden tuottavuutta.

Lue lisää...

ETNtv

 
ECF25 videos
  • Jaakko Ala-Paavola, Etteplan
  • Aku Wilenius, CN Rood
  • Tiitus Aho, Tria Technologies
  • Joe Hill, Digi International
  • Timo Poikonen, congatec
  • ECF25 panel
ECF24 videos
  • Timo Poikonen, congatec
  • Petri Sutela, Testhouse Nordic
  • Tomi Engdahl, CVG Convergens
  • Henrik Petersen, Adlink Technology
  • Dan Still , CSC
  • Aleksi Kallio, CSC
  • Antti Tolvanen, Etteplan
ECF23 videos
  • Milan Piskla & David Gustafik, Ciklum
  • Jarno Ahlström, Check Point Software
  • Tiitus Aho, Avnet Embedded
  • Hans Andersson, Acal BFi
  • Pasi Suhonen, Rohde & Schwarz
  • Joachim Preissner, Analog Devices
ECF22 videos
  • Antti Tolvanen, Etteplan
  • Timo Poikonen, congatec
  • Kimmo Järvinen, Xiphera
  • Sigurd Hellesvik, Nordic Semiconductor
  • Hans Andersson, Acal BFi
  • Andrea J. Beuter, Real-Time Systems
  • Ronald Singh, Digi International
  • Pertti Jalasvirta, CyberWatch Finland
ECF19 videos
  • Julius Kaluzevicius, Rutronik.com
  • Carsten Kindler, Altium
  • Tino Pyssysalo, Qt Company
  • Timo Poikonen, congatec
  • Wolfgang Meier, Data-Modul
  • Ronald Singh, Digi International
  • Bobby Vale, Advantech
  • Antti Tolvanen, Etteplan
  • Zach Shelby, Arm VP of Developers
ECF18 videos
  • Jaakko Ala-Paavola, Etteplan CTO
  • Heikki Ailisto, VTT
  • Lauri Koskinen, Minima Processor CTO
  • Tim Jensen, Avnet Integrated
  • Antti Löytynoja, Mathworks
  • Ilmari Veijola, Siemens

ETN

top top square
top top square
TMSNet  advertisement
ETNdigi
A la carte
AUTOMATION DEVICES EMBEDDED NETWORKS TEST&MEASUREMENT SOFTWARE POWER BUSINESS NEW PRODUCTS
ADVERTISE SUBSCRIBE TECHNICAL ARTICLES EVENTS ETNdigi ABOUT US CONTACT
Share on Facebook Share on Twitter Share on LinkedIn

TECHNICAL ARTICLES

Tekoälyn avulla robotteja voidaan ohjata puheella

Tietoja
Kirjoittanut Veijo Ojanperä
Julkaistu: 08.08.2025
  • Automation
  • Artificial Intelligence

ETN - Technical article

Generatiivisen tekoälyn vallankumous, joka tuo chatbotit asiakaspalveluun ja mahdollistaa älykaiuttimien kaltaiset laitteet, on vasta alkua. Sama teknologia, joka ymmärtää ihmisten puhetta, siirtyy nyt robotiikkaan, missä se auttaa kehittämään algoritmeja robottien liikkeiden ohjaamiseen ja politiikkojen toteuttamiseen tärkeiden tehtävien suorittamiseksi.

Artikkelin kirjoittaja Jim Beneke toimii Tria Technologiesin Pohjois-Amerikan toiminnoista vastaavana johtajana. Hänellä on yli 30 vuoden ura elektroniikan ja sulautettujen järjestelmien parissa. Avnetilla hän ehti toimia erilaisissa globaaleissa teknisissä markkinointitehtävissä jo vuodesta 2003 aina viime vuoteen asti, jolloin Avnet Embedded muuttui Triaksi. Beneke on tunnettu asiantuntemuksestaan uusien teknologioiden kehityksessä ja kaupallistamisessa.

Robotit siirtyvät nyt alueille, joissa ne eivät enää kommunikoi vain käyttäjien, vaan myös yleisön kanssa. Generatiivinen tekoäly voi parantaa käytettävyyttä merkittävästi tarjoamalla puheohjauksen ja -palautteen. Liikkuva robotti hotellissa tai sairaalassa voi ohjata ihmisiä oikeaan paikkaan tai kuljettaa aterioita. Sisäänrakennettu puheesta puheeseen -järjestelmä mahdollistaa kysymysten esittämisen ja tarkkojen vastausten saamisen. Vastaavasti joukkoliikenteessä avustavat robotit voivat ohjata näkörajoitteisia oikeaan suuntaan.

Teollisissa sovelluksissa, kuten hitsauksessa ja kiinnityksessä, robotti voi totella suullisia käskyjä ja vahvistaa niiden ymmärtämisen. Robottia voi esimerkiksi käskeä siirtämään raskaan paneelin paikalleen, suorittamaan hitsauksen ja kiinnityksen ja siirtämään sen seuraavaan vaiheeseen. Lääketieteellisissä tilanteissa robotti voi ojentaa lääkärille tarvittavan instrumentin ilman, että tämä joutuu koskemaan näyttöön tai näppäimistöön ja vaarantamaan steriiliyttä.

Puheesta puheeksi -järjestelmät

Monet nykyiset kuluttajatason puheesta puheeksi -järjestelmät käyttävät pilvipalveluja. Robotiikassa tällainen viive ei usein ole hyväksyttävää. Lisäksi teolliset ja maatalouskäytöt voivat sijaita kaukana nopeista verkkoyhteyksistä. Tällöin tarvitaan tehokkaita tekoälymalleja, jotka voidaan suorittaa sulautetuilla alustoilla.

Aiemmin paikallisesti ajettavat tekoälymallit olivat kalliita ja virtasyöppöjä. Tämä ei enää pidä paikkaansa. Tria kehitti järjestelmiä nykyaikaisella NXP i.MX95 -sovellusprosessorilla, jotka osoittavat, kuinka puheesta puheeseen -generatiivinen tekoäly voidaan siirtää vähävirtaiselle laitteistolle ilman erillisen GPU:n energiakustannuksia. i.MX95-prosessori yhdistää kehittyneen Arm-moniydinsuorittimen, sisäisen grafiikkaprosessorin (GPU), tekoälykiihdytyksen (NXP eIQ Neutron) sekä tehokkaan I/O- ja muistiohjauksen.

Sulautetuissa sovelluksissa tekoälyn toteutuksessa on tärkeää valita mallit, jotka tarjoavat parhaan tasapainon tehonkulutuksen, muistin ja tarkkuuden välillä. Periaatteessa generatiivista mallia voisi käyttää päästä päähän, mutta usein se ei ole tarpeen. Tria kokeili erilaisia vaihtoehtoja puheesta puheeseen -prosessin eri vaiheisiin.

Prosessi alkaa ihmisen antamien komentojen tunnistamisesta. Tämä vaihe on hyvä toteuttaa vähävirtaisella algoritmilla, koska sen täytyy olla jatkuvasti aktiivinen, jotta komentoja ei jää huomaamatta. Yksinkertaisin ratkaisu on äänenvoimakkuuden havainnointi – mikrofonin signaalia verrataan taustameluun. Vaikka tämä on kevyt menetelmä, se antaa liikaa vääriä hälytyksiä. Parempi vaihtoehto on Silero-puheaktivaatiomalli, joka perustuu konvoluutioneuroverkkoon (CNN) ja tarjoaa laadukkaan tuloksen pienellä kuormituksella.

Puheesta tekstiksi

Vastaavasti tuotoksessa Piper-tekstistä puheeksi -malli osoittautui tehokkaaksi kokoonsa, prosessorivaatimuksiinsa ja muistinkäyttöönsä nähden. Näiden kahden vaiheen välissä generatiivinen tekoäly tuo suurimmat hyödyt. Useimmat nykyisin käytössä olevat generatiiviset mallit on kehitetty käsittelemään luonnollista kieltä. Suuret kielimallit (LLM:t) hyödyntävät ihmiskielen tilastollista rakennetta. Sanat ja fraasit pilkotaan "tokeneiksi" eli merkkijonoiksi, jotka sijoitetaan moniulotteiseen vektoriavaruuteen niin, että merkitykseltään lähellä olevat sanat asettuvat toistensa viereen. Tämä selittää myös mallien tehokkuuden kielikäännöksissä.

LLM yhdistää vektorikuvauksen neuroverkkoon, joka perustuu Transformer-arkkitehtuuriin. Tämä hyödyntää huomio-mekanismia (attention) löytääkseen yhteyksiä sanojen välillä ja tuottaakseen johdonmukaisia vastauksia. Hyvä puoli koulutusprosessissa on, että raskain vaihe eli esikoulutus ei vaadi valmiiksi merkittyä dataa. Malli oppii sanojen välisiä yhteyksiä itsenäisesti. Toisessa vaiheessa, hienosäädössä, mallia opetetaan tietyn tehtävän suorittamiseen merkittyjen esimerkkien avulla. OpenAI:n Whisper on esimerkki mallista, joka on hienosäädetty puheen muuntamiseen tekstiksi.

Whisper on koulutettu yli puolen miljoonan tunnin monikielisellä ääniaineistolla, joka kattaa useita tehtävätyyppejä. Sen avoimen lähdekoodin malli on melunkestävä, ymmärtää aksentteja ja selviytyy teknisestäkin kielestä. Sen kompakti koko ja suorituskyvyn optimointi mahdollistavat sen ajamisen sulautetuissa laitteissa.

Optimointi sulautetuille laitteille

Trian tiimi käytti kvantisointia vähentääkseen mallin prosessointikuormaa. Usein tekoälymallit koulutetaan ja ajetaan liukulukuaritmetiikalla, mutta i.MX95:n kaltaiset prosessorit tukevat rinnakkaista laskentaa kokonaisluvuilla. Muuntamalla parametrit 8-bittisiksi kokonaisluvuiksi (int8), saadaan suuria nopeusparannuksia ja muistinkäytön vähenemistä, mikä vähentää myös energiankulutusta. Kvantisointi mahdollisti prosessointiajan lyhentämisen 10 sekunnista 1,2 sekuntiin. Koska robottien käskyt ovat usein lyhyitä, myös äänikontekstin pituus lyhennettiin 30 sekunnista alle kahteen sekuntiin.

Whisperin tuottaman tekstin merkityksen ymmärtäminen vaatii isompaa mallia, joka on sovitettu kyseiseen käyttötarkoitukseen. Tällaiset LLM:t voivat vaatia miljardi tai enemmän parametreja, mutta niiden kokoa voidaan pienentää huolellisella hienosäädöllä. Tria arvioi avoimen lähdekoodin Qwen- ja Llama3-malleja, alkaen miljardin parametrin versioista. Tärkeä kompromissi on se, kuinka monta tokenia malli pystyy tuottamaan sekunnissa. Esimerkiksi Qwenin 500 miljoonan parametrin versio toimii yli kaksi kertaa nopeammin i.MX-alustalla kuin miljardin version.

500 miljoonan parametrin malli voi tarjota hyvän toiminnallisuuden, kun se on hienosäädetty tarkasti. Tekoälykehittäjät voivat käyttää palvelinperusteista LLM:ää tuottamaan suurimman osan opetusaineistosta synteettisesti, mikä säästää paljon aikaa verrattuna käsin tehtyyn aineiston luontiin ja merkintään.

Integroinnin helpottamiseksi Yocto-pohjaisella alustalla tiimi käytti arkkitehtuuria, joka rakentuu tilakoneen ympärille. MQTT-välittäjä välittää viestejä eri mallien ja muiden järjestelmän osien, kuten kameran ja 3D-avatarin, välillä. Avatar hyödyntää sirun sisäistä GPU:ta. Toiminnan varmistamiseksi prosessorilla pyörii vahtikoirasäie (watchdog thread), joka tarkistaa onko puheentunnistus valmis tietyssä ajassa, ja tarvittaessa laukaisee lauseen “voitko toistaa?”

Generatiivisen tekoälyn seuraava aalto

Puheesta puheeksi -tekoäly on vasta alku. Kehittyneemmät multimodaaliset kielimallit ovat jo tutkimuskäytössä kouluttamassa robotteja liikkumaan ja käsittelemään esineitä paremmin. Tutkimustiimit käyttävät vahvistusoppimista ja multimodaalisia malleja ylittääkseen perinteisten säätöalgoritmien rajoitukset. Toiset perusmallit, jotka keskittyvät päättelykykyyn, mahdollistavat kartattoman navigoinnin, autonomiset päätökset ja strategioiden kokoamisen olemassa olevista osaprosesseista.

Näiden mallien lisäoptimointi mahdollistaa niiden ajamisen tulevaisuudessa vähävirtaisilla alustoilla. Jo nyt robottisuunnittelijat voivat rakentaa järjestelmiä, joita voi käskeä puheella – ja jotka voivat osoittaa ymmärtäneensä annetun tehtävän.

MORE NEWS

Ensimmäiset HDMI 2.2 -laitteet tulevat markkinoille tänä vuonna

HDMI 2.2 -standardi julkistettiin jo viime vuonna, mutta ensimmäiset sitä tukevat kuluttajalaitteet ovat vasta tulossa markkinoille. Uusi liitäntä kaksinkertaistaa HDMI 2.1:n maksimikaistan 96 gigabittiin sekunnissa, mutta samalla televisioiden ja näyttöjen ominaisuuksien vertailusta tulee aiempaa hankalampaa.

Lämpösäteilyä voidaan ohjelmoida

Osaka Metropolitan Universityn johtama tutkijaryhmä on simuloinut rakennetta, jolla lämpösäteilyn suuntaa ja voimakkuutta voidaan ohjata ja valittu toimintatila säilyttää ilman jatkuvaa virransyöttöä. Kyse ei vielä ole valmistetusta komponentista, vaan laskennallisesti mallinnetusta GST–InAs-metamateriaalirakenteesta.

Yksi piiri vie jarrut kohti ohjelmistopohjaista ohjausta

Autojen jarrujärjestelmät ovat siirtymässä mekaanisista ja hydraulisista ratkaisuista kohti ohjelmiston ohjaamia brake-by-wire-arkkitehtuureja. Muutos näkyy nyt myös pyörän yhteyteen sijoitettavassa elektroniikassa, jossa tehonhallinta, anturidata ja turvatoiminnot integroidaan yhä tiiviimmin samalle piirille.

Natriumakku saavutti Teslan kennot valmistuksessa

Kiinalainen Hina Battery on ottanut natriumioniakuissa merkittävän kehitysaskeleen. Saksalaisen RWTH Aachenin tutkijoiden tekemä riippumaton analyysi osoittaa, että yhtiön kaupallinen natriumkenno on valmistuslaadultaan samalla tasolla kuin nykyiset litiumioniakut. Energiatiheydessä natriumakku jää kuitenkin vielä selvästi jälkeen Teslan ja muiden huippuluokan litiumakkujen kennoista.

Millimetriaallot tuovat 3D-tarkastuksen pakkauslinjalle

Rohde & Schwarz tuo laadunvalvontaan millimetriaaltoskannerin, joka näkee kartongin, muovin ja laminoitujen pakkausmateriaalien läpi ilman ionisoivaa säteilyä. R&S Imager muodostaa suljetusta pakkauksesta 3D-kuvan, jota voidaan käyttää tekoälypohjaisessa virheentunnistuksessa suoraan tuotantolinjalla.

Jolla iskee tekoälyn avaamaan rakoon kännykkämarkkinassa

Jolla ei yritä haastaa Applea ja Googlea vanhassa älypuhelinpelissä. Yhtiön mukaan tekoäly muuttaa koko kännykkämarkkinan, kun sovellukset siirtyvät taustalle ja käyttöjärjestelmästä tulee käyttäjän datan ja AI-agenttien portinvartija. Tässä muutoksessa Jolla näkee uuden mahdollisuutensa.

Muistin hinta on iso ongelma halvemmille puhelimille

DRAM- ja NAND-muistien kallistuminen alkaa muuttaa älypuhelinmarkkinaa. Omdian mukaan alle 400 dollarin puhelinten toimitukset putoavat tänä vuonna yli 22 prosenttia, kun muistin osuus laitteen materiaalikustannuksista on noussut paikoin lähes kohtuuttomaksi.

Pääkaupunkiseudulla sähköauto kytketään yhä useammin Plugitin laturiin

Suomalainen Plugit ostaa Helenin sähköautojen latausliiketoiminnan. Kaupassa yhtiölle siirtyy 199 julkista latausasemaa, 798 latauspistettä ja yli 55 000 käyttäjää. Samalla Plugitista tulee julkisten latauspisteiden määrällä mitattuna pääkaupunkiseudun suurin latausoperaattori.

Suomen 5G-verkko antaa tekoälylle 33 millisekunnin etumatkan

<

Suomi nousee Ooklan uudessa 5G-vertailussa tekoälysovellusten kannalta kiinnostavaan kärkiryhmään. Perinteinen latausnopeus ei enää yksin kerro, kuinka hyvin mobiiliverkko palvelee tekoälyä. Ratkaisevampia mittareita ovat uplink, peruslatenssi, kuormituksen aikainen latenssi sekä yhteys pilvialustoihin, joissa suuri osa tekoälyn inferenssistä ajetaan.

Taajuusmuuttaja ei enää jää sähkökaappiin

Taajuusmuuttaja on pitkään ollut koneen tai tuotantolinjan melko erillinen moottorinohjauslaite. OMRONin mukaan tämä rooli on muuttumassa. Taajuusmuuttajasta tulee yhä useammin osa samaa automaatioympäristöä kuin koneohjaus, robotiikka, turvallisuus, konenäkö ja tuotantodata.

AMD siirtää muistin pois piirilevyltä

Nopeissa sulautetuissa järjestelmissä ongelma ei ole aina laskennan määrä, vaan se, miten data saadaan liikkumaan riittävän nopeasti. AMD uusissa Versal Premium Gen 2 MoP -piireissä LPDDR5X-muisti tuodaan samaan pakettiin järjestelmäpiirin kanssa. Se vähentää piirilevyn muistireititystä ja helpottaa kompaktien, suuren kaistanleveyden järjestelmien suunnittelua.

Fujitsu haluaa viedä tekoälyn pois pilottivaiheesta

Fujitsu tuo Uvance Wayfinders -konsulttiliiketoimintansa Suomeen. Uuden yksikön vetäjäksi on nimitetty Matti Puttonen, jonka mukaan suomalaisyrityksissä tekoälyä käytetään jo paljon, mutta liian usein vielä hajanaisina kokeiluina.

Paljonko ChatGPT-kysely kuluttaa? Kukaan ei kerro tarkasti

Tekoälyn energiankulutusta verrataan nyt ilmastointilaitteisiin, jääkaappeihin ja puhelimen lataamiseen. Vertailut ovat näyttäviä, mutta insinöörin kannalta kiinnostavin tieto puuttuu edelleen. Kukaan ei kerro, paljonko eri tekoälymallit, eri kyselytyypit ja eri datakeskukset oikeasti kuluttavat sähköä.

PLC ei tarvitse enää omaa rautaa

Teollisuuden ohjausjärjestelmissä ohjlemoitava logiikka on perinteisesti ollut oma fyysinen PLC-laitteensa. Congatecin ja CODESYSin uusi yhteistyö vie kehitystä toiseen suuntaan. Siinä PLC-ohjaus voidaan ajaa virtualisoituna ohjelmistokuormana samalla sulautetulla alustalla muiden teollisuussovellusten kanssa.

Atominohut transistori voi korvata piikanavan

ASML, TSMC ja imec ovat vieneet 2D-materiaaleihin perustuvat transistorit askeleen lähemmäs teollista valmistusta. Yhtiöt esittelivät 300 millin piikiekolle integroidun rakenteen, jossa transistorin kanavana käytetään atominohuita puolijohdemateriaaleja piin sijasta.

8-kanavainen autotutkapiiri näkee 400 metrin päähän

Infineon on aloittanut RASIC CTRX8188F -tutkapiirin tuotannon. Yhtiön mukaan kyseessä on autoteollisuuden ensimmäinen tuotantovalmis 8Tx8Rx-kuvantavan tutkan MMIC-piiri eli lähetin-vastaanotin, jossa on samalla piirillä kahdeksan lähetys- ja kahdeksan vastaanottokanavaa.

Windows 10 sai vuoden jatkoajan

Windows 10 virallinen tuki päättyi 14. lokakuuta 2025, mutta miljoonille vanhoille pc-koneille annettiin vielä lisäaikaa. Microsoftin kuluttajille suunnattu Extended Security Updates eli ESU-ohjelma tarjoaa Windows 10 -laitteille kriittiset ja tärkeät tietoturvapäivitykset 12. lokakuuta 2027 asti.

Jo lähes puolet uusista puhelimista tukee generatiivista tekoälyä

Generatiivinen tekoäly on nousemassa nopeasti älypuhelimien perusominaisuudeksi. Counterpoint Researchin tuoreen ennusteen mukaan GenAI-kykyisten älypuhelimien osuus maailman toimituksista kasvaa tänä vuonna 45 prosenttiin. Vuonna 2025 osuus oli 36 prosenttia, ja vuonna 2027 sen arvioidaan nousevan jo 52 prosenttiin.

Halpa koodi oli vain välivaihe

Tekoäly lupasi tehdä ohjelmistokehityksestä halvempaa. Nyt koodia syntyy enemmän kuin koskaan, mutta Gartner varoittaa toisesta suunnasta. Kun koodin generoimisen arvo lähestyy nollaa, todellinen kustannus siirtyy tokeneihin, katselmointiin ja vastuun kantamiseen.

Analoginen signaali on sähköauton invertterin heikko lenkki

Sähköauton virranmittauksessa Hall-anturi ei ole katoamassa mihinkään. Sen sijaan ongelmaksi on nousemassa se, miten anturin mittaustieto viedään mikro-ohjaimelle sähköisesti vaikeassa ympäristössä. Melexiksen uusi MLX91229 tuo tähän ratkaisuksi digitaalisen sigma-delta-lähdön.

box mobil 1
box mobil 1
TMSNet  advertisement

© Elektroniikkalehti

 
 

TECHNICAL ARTICLES

Tekoäly tuo jakeluun lisää älykkyyttä

ETN - Technical articleTekoäly on jo selkeästi ohittanut kokeiluvaiheen. Avnet Insights 2026 -selvityksen mukaan tekoäly on monilla elektroniikan aloilla jo mukana käytössä olevissa tuotteissa, ja sen soveltaminen yleistyy nopeasti kaikkialla EMEA-alueella.

Lue lisää...

OPINION

Halpa koodi oli vain välivaihe

Tekoäly lupasi tehdä ohjelmistokehityksestä halvempaa. Nyt koodia syntyy enemmän kuin koskaan, mutta Gartner varoittaa toisesta suunnasta. Kun koodin generoimisen arvo lähestyy nollaa, todellinen kustannus siirtyy tokeneihin, katselmointiin ja vastuun kantamiseen.

Lue lisää...

 

LATEST NEWS

  • Ensimmäiset HDMI 2.2 -laitteet tulevat markkinoille tänä vuonna
  • Lämpösäteilyä voidaan ohjelmoida
  • Yksi piiri vie jarrut kohti ohjelmistopohjaista ohjausta
  • Natriumakku saavutti Teslan kennot valmistuksessa
  • Millimetriaallot tuovat 3D-tarkastuksen pakkauslinjalle

NEW PRODUCTS

  • Bluetooth haastaa UWB:n etäisyysmittauksessa
  • 6 watin DC/DC-muunnin mahtuu tuuman koteloon
  • Lisäkortilla 10 megabitin 4G-yhteys IoT-laitteisiin
  • Yksi anturi korvaa neljä mikrokytkintä autossa
  • Murata kutisti 100 voltin autokondensaattorin 0805-kokoon
 
 

Section Tapet