在工廠自動化的應用上,企業想要發展出較有較多自主能力的機器人並不容易,Nvidia提供了支援這類用途的軟體開發套件,名為Isaac,當中提供了模擬環境,我們可在這個虛擬世界當中,訓練與教導機器人學會指定的技能。

對於製造業、物流業等產業而言,如果想發展AI,所需要的不只是基於電腦視覺辨識的瑕疵檢測,也期盼能夠擴大應用範圍,減輕產線的人力負擔,因此,有不少業者積極發展各種機器人(Robotic)的AI技術。

以Nvidia而言,他們發展出一套專屬的應用程式框架,稱為Isaac,可橫跨整個流程來提供自動化處理,當中包含了幾個要件,分別是:虛擬實境Isaac Sim、機器人軟體堆疊Isaac SDK,以及執行軟體的電腦與伺服器端EGX。而且,有了上層控制機器人的Isaac堆疊,以及5G無線寬頻通訊環境,Nvidia認為,企業能以此來打造先進而自動化的未來工廠。

當中最令人眼睛為之一亮的應用,莫過於Isaac Sim,Nvidia創辦人暨執行長黃仁勳在今年5月的GTC大會上特別提出說明。他說,Isaac Sim是遵循現實物理定律、可呈現逼真影像的虛擬實境,在這個場域,機器人會以為置身於實體的世界,而開發人員也能透過這個模擬環境來教導它學會、提升各種技能,一旦機器人的訓練模型開發完成,就能將其執行在Nvidia EGX電腦或伺服器平臺,執行Isaac軟體堆疊。

而這個Isaac軟體堆疊,包含了感測模型,以及地理位置定位、接合(articulation)、導覽等多種模型。在這樣的架構當中,我們可經由5G網路串流的方式,控制一群機器人,並在相當低的連線延遲之下,接收各種感測資訊,並且執行處理、感測、推理、動作,以及傳送動作指令。

不過,用模擬環境來訓練機器人AI,真的可行嗎?Nvidia在當時宣布德國汽車大廠BMW選用Isaac機器人平臺,以此建構他們的未來工廠。

這樣的導入的確是重大挑戰,因為該公司生產的車輛有40款機型,每天要提供數百種選項,而在生產流程當中,BMW會從近2千個供應商,將3千萬種部位零件輸入他們的廠區,他們在全球有30座工廠進行組裝,每座工廠平均每56秒就要完成一部車的組裝。當這3千萬種部位進廠後,會即時送至工作區,由技師們將這些部件組裝成車,隨後,部件所在的空箱會被移走,裝有部件的新箱又會進來,而在每個步驟中,機器人都可以涉入,協助分離、撿取、置放、傳出、把空的部份撿出。

對於這樣的自動化處理,黃仁勳盛讚:「這真是一種物流奇蹟,也是當前自動化工廠面臨的重大挑戰之一,而這就是未來」他甚至大膽預言會因此而能形成一種新的工廠運作型態,他說:「我們可將整座工廠設計成單一機器人」,以此來支援大量生產、客製調整需求,若要實現這樣的理想,他認為,能否善用人工智慧與機器人將是關鍵。

到了10月舉行的GTC大會,黃仁勳同樣以Isaac Sim的模擬應用進展,作為主要強調的特色。在這樣的模擬環境當中,能夠收集大量不同的物件、周圍環境,以及各種情況的資料,以便提供具有無窮變化的環境與運作情境,而能訓練機器人的能力,並驗證其能耐。

Isaac Sim也可搭配上述的Omniverse協同設計與模擬平臺使用。黃仁勳提到,Isaac Sim是在Omniverse構建出來的,能讓我們在這個模擬真實的環境當中進行機器人的設計與訓練,當中可匯入Pixar主導的3D圖形資料交換框架USD,以及機器人作業系統組織(ROS)主導的機器人敘述統一格式(Unified Robot Description Format,URDF)的檔案。而在URDF當中,可描述機器人的型號、感測器、場景。

隨後,黃仁勳以多支影片展示他們與BMW合作建立的模擬平臺,是基於Isaac Sim而成,可用來設計、模擬、維運BMW所要建構的未來工廠。裡面的機器人會執行Isaac軟體堆疊,並且與即時模擬的工廠環境、其他代理程式之間,進行各種互動,此時,可做到自動導航、障礙物迴避、作業安全(附近有人時會避開)、多個機器人並用的任務同步,也可搭配3D景深攝影機,進行互動式機器人動作指導(例如,機器人可根據偵測到現場作業人員的手勢而調整其動作位置),此外,我們可編輯「運算圖形物件(模擬的機器人本體)」,透過Isaac提供的圖形操作介面來調整各種選項與連接關係,來幫機器人增添新的技能。

在工廠自動化的應用上,企業想要發展出較有較多自主能力的機器人並不容易,Nvidia提供了支援這類用途的軟體開發套件,名為Isaac,當中提供了模擬環境,我們可在這個虛擬世界當中,訓練與教導機器人學會指定的技能。

在邊緣運算與物聯網應用領域,Nvidia發表了EGX AI平臺(他們在2019年5月底推出EGX平臺,同年10月發表EGX Edge Supercomputing Platform)。

就硬體的部份而言,EGX目前涵蓋Jetson系列單板電腦,以及通過Nvidia認證的伺服器,系統軟體則是搭配Nvidia發展的EGX Stack,今年10月Nvidia在EGX AI平臺當中,增添了SaaS型態的雲端管理平臺Fleet Command,並且宣布開放先期試用,這套雲端服務能協助企業簡化邊緣運算伺服器AI應用程式的部署與安全控管作業。

 

 


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