No universo da Inteligência Artificial, o Raspberry Pi AI Kit surge como uma ferramenta poderosa e acessível para entusiastas e profissionais. Neste post, vamos realizar o Raspberry Pi AI Kit unboxing, revelando o que está incluído na caixa e como começar a explorar suas funcionalidades.
Este kit oferece um potencial incrível para transformar projetos de IA (Inteligência Artificial) em realidade, com uma combinação de hardware robusto e software avançado.
O que é o Raspberry AI Kit?
O Raspberry Pi AI Kit é um Acelerador de Processamento Neural, fornecido na forma de uma placa de expansão (hat) para o Raspberry Pi 5.
Ele é composto por uma Raspberry Pi M.2 HAT+ (uma placa de expansão que utiliza a interface PCIe do PI 5 para permitir a conexão de dispositivos com conector M.2) com um módulo de aceleração de IA Hailo-8L pré instalado.
As especificações da Raspberry Pi M.2 HAT+ são as seguintes:
- Interface PCIe 2.0 (com taxa de transferência de até 500 MB/s)
- Conector padrão M.2 para ligação de um dispositivo
- Suporta dispositivos nos formatos físicos 2230 e 2242
- Fornece até 3A para o dispositivo
O módulo de aceleração de IA Hailo-8L se destaca por ter:
- Conector padrão M.2
- Formato padrão 2242 (22 x 42 mm)
- Interface PCIe Gen 3.0
- Processador de IA com capacidade de até 13 tera operações por segundo
- Alta relação de eficiência computacional por custo (quando comparado com as alternativas atuais)
- Amplo suporte de software aos frameworks de IA como TensorFlow, TensorFlow Lite, Keras, PyTorch e ONNX
Como funciona o Raspberry AI Kit?
As aplicações atuais de Inteligência Artificial, particularmente as de Machine Learning e Redes Neurais, requerem uma grande quantidade de cálculos específicos. O módulo Hailo-8L é capaz de realizar até 13 tera (13.000.000.000.000) operações por segundo, com alta eficiência energética.
De uma forma bem simplificada, uma rede neural é composta por um conjunto de nós interligados, onde cada nó representa um “neurônio”. Um nó possui várias entradas e saídas, um conjunto de fórmulas parametrizadas determinam a relação entre as entradas e saídas. Na etapa de treinamento, os parâmetros são determinados de forma a obter o melhor resultado para um conjunto de entradas cujas saídas são conhecidas. Uma vez obtido uma rede treinada, ela pode ser usada para obter as saídas para entradas diferentes às usadas no treinamento.
Em um exemplo grosseiro, vamos considerar uma rede neural que identifica se uma imagem é ou não um gato. Neste caso as entradas são os vários pontos da imagem e a saída é um único valor lógico (sim ou não). O treinamento, feito com uma quantidade grande de imagens onde sabemos quais são possuem gatos, determina os parâmetros de uma imensa fórmula. Feito o treinamento, para verificar se uma imagem é ou não de um gato, é preciso calcular esta fórmula com os pontos da imagem. Se quisermos fazer este reconhecimento com um vídeo, a fórmula precisa ser aplicada a cada frame dele. Considerando que uma imagem de 320×240 possui 76800 pontos, dá para perceber como a quantidade de operações é alta para cada imagem.
Para facilitar a geração de redes neurais e outros modelos de IA, existem conjuntos de ferramentas, os chamados frameworks. O resultado destes frameworks é um modelo que indica quais os cálculos devem ser feitos.
A Hailo oferece suporte aos principais frameworks de IA, fornecendo ferramentas para mapear uma rede neural aos recursos físicos do módulo para obter o máximo desempenho com o mínimo consumo de energia. A interface do Hailo-8L com o processador principal é feita através de um conector M.2 padrão, fornecendo alto desempenho de comunicação.
Unboxing do Raspberry Pi AI Kit
O Raspberry Pi AI Kit é composto por:
- Uma Raspberry Pi M.2 HAT+, com o módulo Hailo-8L já instalado;
- Um prolongador do conector de GPIO da Raspberry Pi 5;
- Um conjunto de parafusos e espaçadores para fixação do Hat.
Após conferir o Raspberry Pi AI Kit unboxing, descubra como instalar o kit em uma placa Raspberry Pi 5!
Instalação do Raspberry Pi AI Kit na Raspberry Pi 5
Para instalar Raspberry Pi AI Kit em uma Raspberry Pi 5. você vai precisar de:
- Placa Raspberry Pi 5
- Cooler Ativo para o Pi 5 (não é obrigatório, mas é fortemente recomendado)
- Cartão Micro SD com a versão mais recente do Raspberry Pi OS instalado
- Raspberry Pi AI Kit
- Fonte de Alimentação para Raspberry Pi 5
- Chave Phillips
- Uma forma de fornecer comandos para a Pi 5: teclado e monitor ligados a ela ou remotamente através de SSH
- Conexão da Raspbery Pi à internet (via cabo ou WiFi) configurada.
Para mais informações do processo de instalação do Raspberry Pi OS, acesse o post “Instalação do Sistema Operacional na Raspberry Pi”.
Preparação do Sistema Operacional (antes da montagem)
Siga o passo a passo abaixo para preparar o Raspberry Pi Os para a instalação do Raspberry Pi OS:
- Ligue o Raspberry Pi e abra uma janela de comando (localmente ou remotamente via SSH). Garanta que o Raspberry Pi OS está atualizado com o seguinte comando:
sudo apt update && sudo apt full-upgrade
- Verifique a versão do firmware da Raspberry Pi com seguinte comando:
sudo rpi-eeprom-update
- Se a data apresentada pelo comando acima for anterior a 6 de Dezembro de 2023:
- Abra o programa de configuração com o seguinte comando:
sudo raspi-config
- Em Advanced Options > Bootloader Version, escolha Latest.
- Selecione Yes para atualizar o firmware. Aguarde a atualização e digite Enter para fechar a tela de confirmação.
- Sai do programa de configuração usando a tecla ESC.
- Reinicie a Raspberry Pi com o seguinte comando:
sudo reboot
- Para melhor desempenho, é recomendado selecionar a velocidade mais alta da PCI:
- Abra novamente o programa de configuração com o seguinte comando:
sudo raspi-config
- Em Advanced Options > PCIe Speed, escolha Yes para ativar o PCIe Gen 3 mode.
- Sai do programa de configuração usando a tecla ESC.
- Reinicie a Raspberry Pi com o seguinte comando:
sudo reboot
Por fim, desligue a Raspberry Pi usando o seguinte comando:
sudo shutdown -h now
Montagem do Raspberry Pi Ai Kit
Para montagem do Raspberry Pi AI Kit em uma Raspberry Pi, siga os passos abaixo:
- Certifique-se que a alimentação da Raspberry Pi 5 está desconectada.
- Se você vai usar o Cooler Ativo e ainda não o instalou, faça isso antes dos passos seguintes.
- Instale o prolongador no conector de GPIO da Raspberry Pi.
- Prenda os quatro espaçadores à Raspberry Pi com quatro parafusos.
- Solte a ponta do cabo flexível que sai do “hat” e está presa com uma fita adesiva.
- Puxe para frente, com cuidado, as duas travas do conector no “hat” e solte a outra ponta do cabo flexível.
- Levante com cuidado a trava do conector PCIe na Raspberry Pi.
- Encaixe o cabo flexível no conector PCIe na Raspberry Pi.
- Baixe a trava do conector PCIe na Raspberry Pi para fixar o cabo flexível.
- Encaixe o “hat” no extensor do GPIO e o prenda com quatro parafusos.
- Encaixe o cabo flexível no conector PCIe do “hat”.
- Baixe a trava do conector PCIe mo “hat” para fixar o cabo flexível.
- Ligue a alimentação do Raspberry Pi 5. O Raspberry Pi AI Kit será automaticamente reconhecido.
Instalação do Software da Hailo
Para a instalação do software da Halio, siga os passos a seguir:
- Ligue a Raspberry Pi e abra uma janela de comando (localmente ou remotamente via SSH)
- Digite o comando abaixo para instalar o software:
sudo apt install hailo-all
- Reinicie a Raspberry Pi usando o seguinte comando:
sudo reboot
Teste da Instalação do Raspberry Pi Ai Kit
Para testar se a instalação do Raspberry Pi AI Kit foi bem sucedida, digite o comando abaixo no terminal:
hailortcli fw-control identify
A saída deve ser algo como a registrada abaixo:
Próximos Passos com o Raspberry Pi Ai Kit
Se você tiver uma câmera instalada na Raspberry Pi 5, poderá experimentar as demonstrações disponíveis em: Documentação do Raspberry Pi AI Kit.
Estas demonstrações ilustram o uso do AI Kit para:
- Detecção de objetos
- Segmentação de objetos
- Estimativa de pose
Além disso, a Hailo preparou uma variedade de demonstrações adicionais, disponíveis em: Exemplos do Hailo no GitHub.
Para usuários mais avançados, a Hailo oferece vários modelos pré-treinados em: Hailo Model Zoo.
O Raspberry Pi AI Kit amplia significativamente as possibilidades de aplicação da Raspberry Pi 5 em Inteligência Artificial. Com ele, é possível executar modelos sofisticados de IA, como reconhecimento de imagens, de forma econômica e com baixo consumo de energia.
Eaí, o que achou do Raspberry Pi AI Kit unboxing? Compartilhe nos comentários quais aplicações você visualiza para este kit!
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