ADVERTISE SUBSCRIBE TECHNICAL ARTICLES EVENTS ETNdigi ABOUT USCONTACT
ECF26 infobanner
2026  # megabox

IN FOCUS

3D-piirit pakottavat suunnittelun huomioimaan lämmön, tehon ja mekaniikan

3D-IC-arkkitehtuureihin siirtyville suunnittelutiimeille suorituskyvyn ja luotettavuuden jatkuva parantaminen tuo mukanaan tuttuja mutta yhä monimutkaisempia haasteita: miten hallitaan tehonkulutusta, poistetaan lämpöä ja otetaan huomioon erilaisten fysikaalisten ilmiöiden monimutkainen vuorovaikutus pinotuissa rakenteissa?

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

Sep # TME 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

5G:n peitto paranee ilman uusia tukiasemia

5G-verkon peittoa voidaan parantaa etenkin solujen reuna-alueilla ja sisätiloissa ilman tukiasemien lähetystehon kasvattamista tai uuden verkkoinfrastruktuurin rakentamista. Anritsu ja Mediatek ovat nyt verifioineet tähän tarkoitetut 3GPP Release 17 -ominaisuudet.

Puolijohteiden valmistuslaitteiden myynti kiihtyy Euroopassa

Puolijohteiden valmistuslaitteiden markkinat kasvavat nyt nopeasti, ja Euroopassa vauhti on selvästi maailman keskiarvoa kovempaa. SEMI:n mukaan laitemyynti kasvoi Euroopassa toisella neljänneksellä peräti 70 prosenttia vuodentakaisesta.

16 gigabitin avoin linkki vie grafiikan auton näytölle

Marelli ja Microchip ovat toteuttaneet auton keskuslaskennan ja näyttöjen välisen videoyhteyden avoimella ASA Motion Link -standardilla. Ratkaisu siirtää grafiikkaa ja videota jopa 16 gigabitin sekuntinopeudella.

EU:n uusi kybervelvoite iskee siruvalmistajiin viikon päästä

EU:n kyberkestävyyssäädöksen eli CRA:n (Cyber Resilience Act) ensimmäiset käytännön velvoitteet tulevat voimaan 11. syyskuuta. Viikon päästä valmistajien on alettava raportoida aktiivisesti hyväksikäytetyistä haavoittuvuuksista ja vakavista tietoturvapoikkeamista. Velvoite koskee myös EU:n ulkopuolisia puolijohdeyrityksiä, jos niiden tuotteita myydään unionin markkinoilla.

Uusi SiC-transistori avaa tien 600 asteen elektroniikkaan

Kioton yliopiston tutkijat ovat kehittäneet piikarbidista transistorin, joka toimii jopa 600 celsiusasteen lämpötilassa. Uusi SiC-rakenne voisi mahdollistaa integroidut piirit ympäristöihin, joissa tavallinen piielektroniikka ei enää selviä.

Suprajohtava transistori vie kvanttikoneet seuraavaan kokoluokkaan

VTT:ltä ponnistanut suomalainen startup S-Transistors kehittää suprajohtavaa transistoria, jonka avulla kvanttitietokoneiden ohjauselektroniikkaa voidaan siirtää lähemmäs itse kvanttiprosessoria. Yhtiö keräsi teknologian kehittämiseen 2,6 miljoonan euron siemenrahoituksen.

Uusi vahvistin testaa 200 gigabitin optisia kaistoja

Japanilainen Anritsu on tuonut markkinoille 140 gigabaudin lineaarisen vahvistimen, joka on tarkoitettu uuden sukupolven 200 gigabitin optisten siirtokaistojen komponenttien testaukseen. AH15203A/B:n kaistanleveys yltää 125 gigahertsiin.

AI-agentti murtautuu yritykseen neljällä dollarilla

Tekoälyagentit ovat muuttamassa myös kyberrikollisuutta. Cybernewsin tutkijat löysivät palvelimen, jolla AI-agentti automatisoi lähes koko kiristyshyökkäyksen kohteen tiedustelusta datan varastamiseen ja lunnaiden määrittämiseen. Tekoälyn käyttökustannukset jäivät halvimmillaan 40 senttiin yritystä kohti.

USB4 tuplaa kannettavan SSD:n nopeuden

Samsung tuo kannettaviin SSD-asemiin USB4-liitännän. Uusi P9 yltää parhaimmillaan 4 000 megatavun sekuntinopeuteen, eli noin kaksinkertaiseen suorituskykyyn yhtiön aiempaan USB 3.2 Gen 2x2 -asemaan verrattuna.

Tutkijoiden kehittämä GaN-transistori kestää 3,5 kilovolttia

Sveitsiläisen EPFL:n tutkijat ovat kehittäneet uuden galliumnitriditransistorin, joka kestää jopa 3,5 kilovoltin jännitteen. Uusi rakenne vie GaN-tehoelektroniikkaa selvästi nykyisten kaupallisten 600–650 voltin komponenttien yläpuolelle.

VTT mittasi Donut Labin kennon tiheyden: 409,3 Wh/kg

Donut Labin akkukenno ylitti VTT:n mittauksissa 400 wattitunnin energiatiheyden kilogrammaa kohti. Tulos on kiinnostava, sillä testattu V1.5-kenno perustuu yhtiön ensimmäisen sukupolven akkukemiaan. Donut Labin kehitys on nyt siirtymässä toisen sukupolven kennoihin, yhtiön toimitusjohtaja Marko Lehtimäki kertoi uusimmalla I Do Not Believe -videolla.

5G:n uusi virransäästötoiminto etenee kohti puhelimia

5G-puhelimien virrankulutusta pienentävä uusi toiminto on ottanut askeleen kohti käytännön laitteita. Rohde & Schwarz ja Qualcomm ovat ensimmäisinä verifioineet 3GPP:n Release 17 -standardiin kuuluvan SSSG-virransäästötoiminnon konformanssitestin.

40 prosenttia pienempi SMARC mahtuu ahtaisiin laitteisiin

Sulautettujen järjestelmien tietokonemoduuleja valmistava espanjalainen Somdevices tuo pienikokoiset μSMARC-moduulinsa osaksi Celusin elektroniikan suunnittelualustaa. Moduulien pinta-ala on 40 prosenttia tavallista SMARC-moduulia pienempi.

Mikroprojektoriin pohjaavat AR-lasit vihdoin markkinoille

AR-laseihin kehitetty erittäin pieni laserprojektori on ottamassa ratkaisevan askeleen prototyypeistä massatuotantoon. Itävaltalainen Trilite on solminut AAC Technologiesin kanssa pitkäaikaisen sopimuksen, jonka tavoitteena on saada yhtiön LBS-näyttötekniikka suuren volyymin kuluttajatuotteisiin.

Linux-ydin paisuu yli 41 miljoonaan riviin

Linux-ytimen lähdekoodin koko lähestyy 41 miljoonan rivin rajaa. Linux 7.3-rc1 yltää jo 40,98 miljoonaan riviin, ja kasvusta huomattava osa tulee AMD grafiikkatuesta.

Qt tuo IAR:n sulautetun kehityksen Linuxiin

Qt Groupin viime syksynä ostama IAR laajentaa sulautettujen järjestelmien kehitysympäristönsä natiivisti Linuxiin. Muutos tuo saman sertifioidun työkaluketjun kehittäjien Linux-työasemille ja Linuxissa pyöriviin CI-järjestelmiin.

Tekoäly lämmittää pian 70 000 helsinkiläiskotia

Helsinkiin suunnitellun suuren tekoälylaskentakeskuksen tuottama lämpö aiotaan syöttää Helenin kaukolämpöverkkoon. Onzeron mukaan laskennassa syntyvästä lämmöstä voidaan ottaa talteen jopa 99 prosenttia.

Rutronik tuo kiinalaiset Arm- ja RISC-V-ohjaimet laajasti Eurooppaan

Saksalainen komponenttijakelija Rutronik ottaa valikoimiinsa kiinalaisen Gigadevicen mikro-ohjaimet. Uusi jakelusopimus kattaa koko EMEA-alueen sekä Kaakkois-Aasian ja tuo samalla eurooppalaisille laitevalmistajille uuden laajan vaihtoehdon mikro-ohjainten hankintaan.

WithSecure irrottaa Salesforce-tietoturvan omaksi yhtiökseen

Neljä vuotta sitten F-Securesta irrotettu yritysten tietoturvaan keskittyvä WithSecure siirtää Salesforce-ympäristöjen suojaamiseen keskittyvän Cloud Protection -liiketoimintansa omaksi yhtiökseen. Uusi Cloud Protection by WithSecure keskittyy yksinomaan Salesforcen pilvipalvelujen ja niissä käsiteltävän datan suojaamiseen.

Norjalainen MEMS-mikrofoni kuulee lähes kaiken

Norjalainen Sensibel on esitellyt optiseen MEMS-tekniikkaan perustuvan SBM140B-mikrofonin, jonka dynamiikka yltää 136 desibeliin. Valmistajan mukaan vastaavaan suorituskykyyn ei päästä perinteisillä kapasitiivisilla MEMS-mikrofoneilla.

Sep # puffbox mobox till tme native
2026  # mobox för megabox
Sep  # puffbox mobox till square
TMSNet  advertisement

© Elektroniikkalehti

 
 

TECHNICAL ARTICLES

Suojattu flash suojaa kaikki nettiin liitetyt laitteet

ETN - Technical articleSuojattu flash-muisti tarjoaa verkkoon liitetyille laitteille ja järjestelmille laitteistopohjaisen suojauskerroksen ja täyttää NIST SP800-193 -ohjeistuksen mukaiset häiriönsietovaatimukset. Muistipiireihin erikoistuneen Winbondin kehittämä suojattu flash-piiri on myös suoraan korvaava ja täysin yhteensopiva tavanomaisten NOR-flash-piirien kanssa.

Lue lisää...

OPINION

CRA voi tehdä tuotteesta yhdessä yössä vanhentuneen

EU:n kyberkestävyyssäädös CRA tuo yrityksille lisää työtä, mutta muuttaa samalla perusteellisesti sitä, miten digitaalisten tuotteiden elinkaarta pitää ajatella, kirjoittaa Schneider Electricin asiantuntija Marko Latvasalo.

Lue lisää...

 

LATEST NEWS

  • 5G:n peitto paranee ilman uusia tukiasemia
  • Puolijohteiden valmistuslaitteiden myynti kiihtyy Euroopassa
  • 16 gigabitin avoin linkki vie grafiikan auton näytölle
  • EU:n uusi kybervelvoite iskee siruvalmistajiin viikon päästä
  • Uusi SiC-transistori avaa tien 600 asteen elektroniikkaan

NEW PRODUCTS

  • Mediatekin uusin tuo kielimallit kodinkoneisiin
  • 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
 
 

Section Tapet