エッジ処理の水平展開ラズベリーパイ
エッジアプリ開発
安価なラズパイによる水平展開に向けたアプリケーション開発や
エッジコンピューティング開発を行います。

Raspberry Pi(ラズベリーパイ)とは

コストパフォーマンスに優れた
小型シングルボードコンピュータ

Raspberry Pi(ラズベリーパイ:略称ラズパイ)は、世界で3番目に売れているコンピューターブランドです。
Raspberry Piは、テレビまたはディスプレイ、およびキーボードとマウスに接続できるクレジットカードサイズのコンピューターで、コンピューティング教育へのアクセスを容易にすることを目的とした英国の慈善団体であるRaspberry PiFoundationによって作成されたシングルボードコンピューターです。

Raspberry Piは2012年に発売され、それ以来、様々なバリエーションがリリースされています。基本OSはRaspberry Pi OS(旧Raspbian)ですが、ベースがLinuxである為、コーディングの学習や電子プロジェクトの構築、およびスプレッドシート、ワープロ、インターネットの閲覧、ゲームプレイなど、デスクトップPCと同じように多くのプログラムを実行することができます。
Raspberry Piの価格は常に100ドル未満(通常は約35米ドル)で、特にPiZeroの価格はわずか5ドルです。
※RaspberryPiはRaspberryPiFoundationの商標です。

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ラズパイ4の登場により
IIoTやエッジAIへの展開が加速

Raspberry Piは、プログラミング教育向けのガジェットに近い印象が強いコンピュータでしたが、新モデルであるRaspberry Pi4が2019年6月に販売され、国内では2019年11月末に総務省から技適(技術基準適合証明及び工事設計認証)に対応されると、産業用途や商業用途での採用で広がりを見せています。

今まで、エッジAIでは高性能なGPUを必要とされましたが、展開に比例して増大するデバイスコストがボトルネックとなっていました。
大幅なパフォーマンス向上と価格の安さは、エッジAIプロジェクトのPoC後における複数展開において非常に有効な選択肢であり、NVIDIA Jetson Nanoと並び、人気を博しています。

それでも価格の安い小型コンピュータであるのは変わらない為、高レスポンスを維持するには、ソフトウェアや機械学習領域における軽量化プログラミングが必要とされます。

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当社ができる事

Raspberry Pi GPU上で動く
軽量機械学習(TinyML)

IoTにおけるAI処理において、レスポンススピードや従量コスト面から、クラウドAIではなくエッジAIでの選択がデファクトスタンダードとなっています。
ところが高スペックでない安価なエッジデバイスでは映像解析などのAIに処理性能が追い付かない事が課題でした。
Tiny Machine Learning(Tiny ML)は、ディープラーニングネットワークを縮小して小さなハードウェアに適合させる機械学習の一種です。超低電力の組み込みデバイスとマイクロコントローラー用の組み込み機械学習フレームワークの導入によりAIを利用したIoTデバイスの展開が可能となります。

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Raspberry Piのコンテナアプリ

Raspberry Piにコンテナ(Azure IoT Edge、Docker、Kubernetes/k3s)を入れ、実運用までを行っています。
コンテナ化を行う事で、ラズパイ上に仮想エッジとクラウドの壁を無くし、必要に応じてエッジ処理とクラウド処理を切り分ける事ができます。
これにより、IoTコストの最適化、クラウドリソース活用、Webインターフェース連携、リモートからエッジアプリのアップデートやデリバリー、水平展開時のIoTデバイスやデータの一元管理を容易にします。

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IoTヘッドレスCMS
コンポーネント

IoTのプロジェクトで必ずと言って良いほど、IoTデータ可視化・監視はセットになっています。

当社では、Raspberry Piで高速レスポンスが必要なエッジアプリとデータの蓄積が必要なクラウドアプリの両方を提供しており、WebUIによる管理者向けダッシュボードコンポーネントを用意しております。 業界固有のアプリケーションテンプレート、デバイス毎エリア毎の一元管理、異常発生時の自動アラートなどが可能でAPIやWebhookによる外部サービスとの接続も容易に実現できます。

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エッジイベントゲートウェイによる
ダイナミックIoT

スマートストア、スマートコンストラクション、スマートファクトリーのように1つの建物に複数のIoTデバイスが存在し、センサーのインプット情報に併せ、リアルタイム制御を行う場合には、インターネットに出ないままローカル環境でイベント処理を行う必要があります。
例えば、人の位置・行動などの環境変化イベントを捉えて、複数のエッジ端末を個別自動で変化させるような動的なローカルIoTを用意する場合に、エッジでのイベントゲートウェイが必要となります。
当社では、Raspberry Piを使い、デバイス上でイベント駆動型アプリ開発を行っており、負荷の少ないイベントゲートウェイ機能を実装する事が可能です。

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LiDARやTOFセンサーによる
リアルタイム点群物体検知

よく測距で用いられるのがLiDAR(Light Detection And Ranging)と言うレーダーセンサーで自動運転に用いられ注目を浴びています。
TOF(Time of Flight)センサーはLiDARの小型化・安価版となっており、幅広い距離画像と詳細な距離情報を取得する事ができ、今後のセンシング活用の市場が広がっています。
距離センシングでもリアルタイム性の高いデータ処理が必要な場合、エッジアプリケーションが必要となります。
当社では、センサーから取得される点群データをRaspberry Pi上でTinyな物体検知を行い、忘れ物を発見し、立ち去ろうとする瞬間に声掛けを行うセンサーエッジ開発も行っております。

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ハイブリッドクラウドなIIoTアプリ開発

エッジアプリケーションはクラウドとの共存が必要不可欠で大規模なIoTになればなるほど、エッジ&クラウドアーキテクチャがビジネスを左右する存在になってきます。

当社は、Azure Gold Competencyの取得企業であり、Azure IoT(Edge/Hub)、StreamAnalytics (ストリーミングデータフロー)、Synapse Analytics(データ分析基盤)、Functions(イベント駆動での自動実行)、Azure Sphere(IoTセキュリティ)やプライベートネットワーク化も行っております。
(画像提供:日本マイクロソフト :IoTリファレンスアーキテクチャ)

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Raspberry Piベース
デジタルツイン

デジタルツイン(Digital Twin)とは、IoTにより現実世界のモノ、場所、プロセスなどデジタル上で表現・接続できる技術の総称です。
デジタルツインにより、製品のメンテナンスと修理の分野に革命をもたらし、信頼性を高め、運用コストを削減することで、経済的に大きな影響を与えます。 空間シミュレーションとデータ分析を組み合わせ、数百数千に及ぶセンシングデータをプロセスモデリング並び一元管理が可能で、Raspberry Piアプリケーションアップデートがあれば、すぐにリモート修正・更新を行う事ができる他、エリアやデバイス毎に任意のIoTアプリケーションをノーコードで起動させる事ができます。

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