A inteligência artificial (IA) está cada vez mais acessível a todos, inclusive para os entusiastas e desenvolvedores que desejam incorporar IA em seus projetos e soluções. Com a popularização de placas com maior poder computacional e conectividade como o Raspberry Pi 5, a viabilidade de novas soluções com AI nunca foi tão alta. Neste aspecto, surgiu o Raspberry Pi AI HAT+.
O AI HAT+ é um hat para Raspberry Pi 5 que permite adicional aceleração para redes neurais a Raspberry. Neste artigo, será explorado o que é o AI HAT+, suas especificações, como utilizá-lo na Raspberry Pi 5 e exemplos de casos de uso práticos.
O que é o Raspberry Pi AI HAT+?
O AI HAT+ é um hat feito especialmente para a Raspberry Pi 5, que utiliza um acelerador para IA da fabricante Halio. O hat é capaz de prover aceleração de inteligência artificial para a Raspberry Pi, utilizando como conexão com a placa a PCIe 3.0, interface de comunicação adequada para dispositivos que exigem alto tráfego de dados, como é o caso do Raspberry Pi AI HAT+.
Com esse hat, os desenvolvedores podem realizar inferências de IA em tempo real com alto desempenho, podendo ser dezenas de vezes mais rápido do que inferências quando puramente a CPU da Raspberry Pi 5. Isso torna-o ideal para aplicações com IA que precisam de rápida resposta, tais como: detecção e classificação rápida de múltiplos objetos num só frame de imagem com visão computacional e análise de características especiais em streams de vídeo.
Ele se conecta à interface de comunicação PCIe do Raspberry Pi 5 e, na prática, funciona como um coprocessador de IA, encarregando-se das tarefas de inferência em modelos de IA. Isso permite que modelos complexos rodem de maneira fluida, característica adequada para aplicações que exigem rápida resposta (ou baixo tempo de inferência). Ele foi projetado pensando em uso para processamento de imagens com visão computacional e IA, por esse motivo integra-se perfeitamente à Câmera Raspberry Pi IA, integração esta que garante muita qualidade de captura de imagem e inferências rápidas.
Observe na figura abaixo como fica o conjunto composto por Raspberry Pi 5 e AI HAT+. Em vermelho, é destacada a conexão PCIe com a Raspberry Pi 5.
Especificações técnicas do Raspberry Pi AI HAT+
O Raspberry Pi AI HAT+ está disponível para compra em duas versões distintas: Halio 8 e Halio 8L. Tais versões são diferenciadas pela capacidade de processamento de IA (número de TOPS, Tera Operações Por Segundo).
As especificações técnicas de ambas versões encontram-se a seguir:
Halio 8:
- Poder computacional: 26 TOPS (Tera Operações Por Segundo)
- Interface de comunicação: PCIe 3.0 x1
- Consumo de energia: 2,5W
Halio 8L:
- Poder computacional: 13 TOPS (Tera Operações Por Segundo)
- Interface de comunicação: PCIe 3.0 x1
- Consumo de energia: 1,5W
Em termos gerais, se você precisar de mais velocidade nas inferências (identificação mais rápida de objetos em uma imagem, por exemplo) e não tem preocupações de consumo energético da solução, opte pela versão do AI HAT+ com Halio 8. Entretanto, se você não precisar de uma velocidade de inferência tão alta e é necessário um baixo consumo energético, opte pela versão com Halio 8L.
É ainda importante ressaltar que:
- Seja na versão com 13 ou 26TOPS (com Halio 8L e Halio, respectivamente), é importante utilizar uma fonte de alimentação confiável e forte o suficiente para suportar a Raspberry Pi 5 e o AI HAT+. Como recomendação, utilize a Fonte Raspberry Pi 5 Oficial.
- Independente da versão escolhida, será gerado mais aquecimento na Raspberry Pi 5, pois além do próprio aquecimento do hat em si, a forma com a qual ele fica conectado à Raspberry Pi 5 dificulta um pouco a dissipação de calor. Portanto, para garantir uma dissipação adequada de calor na Raspberry Pi 5, é fortemente recomendável utilizar também o cooler ativo (ou Cooler Raspberry Pi 5 Oficial).
Como usar o AI HAT+ na Raspberry Pi 5?
Antes de prosseguir, é necessário que a sua Raspberry Pi 5 esteja funcional, ou seja, rodando o Raspberry Pi OS e com conexão à Internet. Se você tem dúvidas em como deixar sua Raspberry Pi 5 funcional, leia o artigo “Instalação do Sistema Operacional na Raspberry Pi” aqui do blog da MakerHero.
Para começar a utilizar o AI HAT+ na Raspberry Pi 5, siga os passos abaixo:
1. Atualize todos os pacotes instalados na Raspberry Pi 5. Para isso, utilize os comandos abaixo:
sudo apt-get update && sudo apt-get upgrade -y sudo rpi-eeprom-update
Importante: se na execução do comando “sudo rpi-eeprom-update” você ver uma data anterior a 6 de Dezembro de 2023, é preciso executar quatro passos adicionais:
- Entre no raspi-config executando o seguinte comando: sudo raspi-config
- Em Advanced Options > Bootloader Version, selecione a opção Latest e saia do raspi-config
- Execute o comando sudo rpi-eeprom-update -a
- Reinicie a Raspberry Pi 5 com o comando reboot
2. Desligue a Raspberry Pi 5. Com a Raspberry Pi 5 desligada e sem fonte de alimentação, instale o cooler ativo. Depois, instale o AI HAT+ a sua Raspberry Pi 5, utilizando os espaçadores e cabo de comunicação PCIe fornecidos junto com o hat, conforme mostra a figura 3. Após tudo conectado, reconecte a fonte de alimentação à placa Raspberry Pi 5 e ligue a placa.
3. Com o hat instalado, é o momento de instalar as bibliotecas e dependências de software para o AI HAT+ poder ser utilizado pela Raspberry Pi 5. Para isso, utilize o comando abaixo:
sudo apt install hailo-all
4. Para a instalação das bibliotecas e dependências de software fazerem efeitos, reinicie a Raspberry Pi 5 com o comando sudo reboot
5. Após a Raspberry Pi 5 reiniciar, é preciso verificar se o AI HAT+ está corretamente integrado. Para isso, utilize o comando abaixo:
hailortcli fw-control identify
Se após executar o comando a resposta for igual ou similar a mostrada abaixo, o AI HAT+ está corretamente integrado à Raspberry Pi 5:
Executing on device: 0000:01:00.0 Identifying board Control Protocol Version: 2 Firmware Version: 4.17.0 (release,app,extended context switch buffer) Logger Version: 0 Board Name: Hailo-8 Device Architecture: HAILO8L Serial Number: HLDDLBB234500054 Part Number: HM21LB1C2LAE Product Name: HAILO-8L AI ACC M.2 B+M KEY MODULE EXT TMP
Neste ponto, seu AI HAT+ está pronto para uso. Para testá-lo, utilize os exemplos contigos em: https://github.com/hailo-ai/hailo-rpi5-examples.
Casos de uso do AI HAT+
Abaixo, estão listados alguns casos de uso interessantes para o Raspberry PI AI HAT+ junto com a Raspberry Pi 5:
- Visão computacional rápida: o AI HAT+ permite a execução de modelos de detecção de objetos, reconhecimento facial e segmentação de imagens em pouquíssimo tempo, sendo útil para aplicações que exigem pronta resposta, tais como: contagem de veículos que trafegam numa rua, detecção de vários objetos distintos num só frame da imagem e monitoramento (tracking) de objetos pela imagem.
- Análise de stream de vídeo: com o poder de processamento para IA oferecido pelo AI HAT+, é possível processar streams de vídeos para identificar eventos específicos, tais como: detectar movimentação de pessoas, veículos ou anomalias em uma cena.
- Assistência a veículos autônomos: o AI HAT+ pode ser utilizado em projetos envolvendo veículos autônomos e drones, para permitir detecção de obstáculos e fazer mapeamento de ambiente.
Conclusão
O Raspberry Pi AI HAT+ é uma excelente opção para quem deseja adicionar capacidades avançadas de IA a projetos feitos com a Raspberry Pi 5. Disponível em duas versões – com 13 e 26 TOPS – é possível escolher a versão que melhor se adequa às necessidades do projeto.
Se deseja explorar mais a fundo o potencial desse hardware, experimente os exemplos fornecidos pela Hailo em https://github.com/hailo-ai/hailo-rpi5-examples e adapte-os às suas necessidades. Com a crescente demanda por soluções de IA eficientes, o AI HAT+ se torna uma ferramenta valiosa para projetos cada vez mais inovadores.
Se você tiver dúvidas, sugestões ou experiências para compartilhar, fique a vontade para deixar um comentário abaixo. E para não perder nenhum conteúdo como este, não deixe de nos seguir no Instagram.
