Exoskelette Die moderne Form der Entlastung

Exoskelett Modell schräg

Exoskelette sind sprich- und wortwörtlich auf dem Vormarsch. Dies ist jedoch kein Grund zur Beunruhigung, sondern ein Grund für Zuversicht, denn mit ihnen werden viele Arbeiten sehr viel einfacher und körperlich weniger anstrengend. Neben arbeitstechnischen Aspekten, können Exoskelette darüber hinaus sinnvoll im medizinischen Bereich eingesetzt werden, unter anderem als Gehhilfe für Menschen, die ansonsten nicht mehr imstande wären punktuell oder gänzlich sich zu bewegen. Exoskelette können intralogistisch eingesetzt werden zum Heben schwerer Gegenstände wie Paketen, Paletten, Maschinenteilen. Darüber hinaus werden künftig körperlich hart arbeitende Handwerker profitieren bei kräftezehrenden Prozessen wie Über-Kopf-Arbeiten.

Mit der Kombination aus PikeOS, PikeOS for MPU und einem System-on-a-Chip-Modul (SoC) aus der i.MX8-Serie von TQ Systems wie beispielsweise dem TQMa8Xx, lassen sich eingebettete Systeme für Exoskellete auf bequeme Weise realisieren. Das TQMa8Xx bietet eine hohe Flexibilität, betriebssicheren ECC-Speicher, eine herausragende Skalierbarkeit der Rechenleistung mit genügend Reserven für alle Eventualitäten, höchste Energieeffizienz sowie Digital Signal Processing (DSP) für Sprachsteuerung.

Das Echtzeitbetriebssystem und Hypervisor PikeOS bietet hier die Grundlage Anwendungen im eingebetteten System funktional sicher in Raum und Zeit zu trennen. So kann beispielsweise gemischt-kritikal die Bewegungssteuerung parallel zur Sprachverarbeitung und zum Leistungsdaten-Monitoring laufen, ohne dass die eine Anwendung, die andere beeinträchtigt. Die funktionale Sicherheit kann über SYSGOs Certification Kits erreicht werden, die unter anderem für den Medical-Safety-Standard IEC 62304 und den Industry-Safety-Standard IEC 61508 für PikeOS verfügbar sind. Ein it-sicheres Gateway kann auf einer weiteren PikeOS-Partition auf einem Kern laufen. Durch seine Vorzertifizierung gegen den Security-Standard Common Criteria auf Stufe EAL 5+ bietet der PikeOS Separation Kernel (ver. 5.1.3.) darüber hinaus Cybersicherheit im Höchstmaß.

Auf Kundenwunsch nach entsprechender Anpassung mittels Board Support Package, kann auf dem Microcontroller (Arm Cortex-M4), der sich auf dem heterogen angelegten TQMa8Xx befindet, darüber hinaus PikeOS for MPU, als sicher getrennte Partition laufen. PikeOS for MPU übernimmt wichtige Aufgaben, bei denen man u.a. aus Gründen der übergeordneten Sicherheit oder Überschaubarkeit einen Microcontroller gegenüber einer CPU bevorzugt. Dies kann beispielsweise die deterministische Prozessierung von großen Datenmengen sein.

Mit der integrierten Entwicklungsumgebung CODEO können solche eingebetteten Systeme, die höchste Ansprüche an Sicherheit, Determinismus bzw. Echtzeit und Konsolidierung stellen, innerhalb eines Tools erstellt werden. PikeOS und PikeOS for MPU benötigen keine große Toolchain, sondern finden auf der Eclipse-basierten IDE CODEO ein gemeinsames Dach.

Exoskelett Modell frontal

Eine systematische Beispielarchitektur könnte folgende Applikationen umfassen:

Use Case SYSGO Tabelle TQMa8Xx

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