EdgeP4：面向触觉信息物理系统的 P4 可编程边缘智能以太网交换机

基于触觉互联网的操作（如远程手术）依赖端到端闭环控制以实现精度与校正。反馈与控制受网络时延与丢包影响。我们设计了两种部署于 P4 可编程末端交换机的边缘智能算法。这些算法在本地计算并下达校正信号，从而免去反馈信号穿越网络抵达对端的过程，节省了控制环路时延与网络负载。我们使用 P4 在 Netronome Agilio SmartNIC 上于数据平面完整实现了这些算法。我们的第一种算法“姿态校正（pose correction）”部署在连接夹持工具的工业机器人的边缘交换机上。将力传感器阵列读数传输至边缘交换机并在机器人处接收正确末端坐标的往返时间小于 $100~\mu s$。第二种算法“震颤抑制（tremor suppression）”部署在连接人类操作员的边缘交换机上，可抑制幅度小于 $100~\mu m$ 的生理震颤，不仅提升了应用性能，还将网络负载降低多达 $99.9\%$。我们的方案允许边缘智能模块根据端主机所执行任务在算法间无缝切换。