産業ワークフローの最適化を追求する企業にとって、インダストリアルAIとフィジカルAIソリューションの導入は不可避です。しかし、工場や製造プラントなどの産業環境におけるAIのスケーリングは、データパイプラインの分断、ツールの孤立、リアルタイムかつ高精度なシミュレーションの必要性など、多くの課題を伴います。
これらの複雑性に対処するのが、NVIDIA Omniverseブループリントです。この革新的なフレームワークは、特にNVIDIA Omniverseプラットフォームを使用して構築された産業施設デジタルツイン内で、マルチロボットフリートをシミュレーションするために設計された、スケーラブルなリファレンスワークフローを提供します。
Accenture、Foxconn、Kenmec、KION、Pegatronなどの産業AI分野の主要企業は、物理AIの採用を加速し、産業環境内でタスクを効率的かつ効果的に実行できる自律型システムを開発することを目指して、このブループリントを積極的に活用しています。
Universal Scene Description (OpenUSD)フレームワークを基盤として構築されたこのブループリントは、多様なデータソースを統合し、シミュレーションの忠実度を高めることで、シームレスなデータ相互運用性、リアルタイムコラボレーション、AI主導の意思決定を促進します。
産業界の巨人たちがMegaブループリントを採用
ハノーバーメッセイベント中、AccentureとSchaefflerは、ロボットフリートのテストにおけるMegaブループリントの能力を実証しました。これには、kittingおよびcommissioningエリアでのマテリアルハンドリングタスクに、Agility RoboticsのDigitなどの汎用ヒューマノイドロボットの使用が含まれていました。
KIONは、Accentureと協力して、Megaを使用して倉庫と流通プロセスを最適化しています。
さらに、AccentureとFoxconnの代表者は、3月に開催されたNVIDIA GTCグローバルAI会議で、Megaを産業AIワークフローに統合することによるプラスの影響について共有しました。
Megaによる産業AIの加速：詳細な解説
Megaブループリントは、開発者が一連の強力な機能を通じて物理AIワークフローを加速できるようにします。
ロボットフリートシミュレーション： このブループリントにより、安全な仮想環境で多様なロボットフリートの厳格なテストと包括的なトレーニングが可能になります。これにより、現実世界のシナリオでのシームレスなコラボレーションと最適なパフォーマンスが保証されます。
デジタルツイン： デジタルツインを活用することで、企業は物理環境に展開する前に、自律型システムをシミュレーションおよび改善できます。この反復プロセスにより、最適化とリスク軽減が可能になります。
センサーシミュレーションと合成データ生成： ロボットが周囲の状況を正確に認識して応答できるようにするには、リアルなセンサーデータを生成することが重要です。このブループリントは、現実世界の条件を反映する合成データを作成するためのツールを提供することにより、これを促進します。
施設およびフリート管理システムの統合： このブループリントは、ロボットフリートを既存の管理システムとシームレスに接続します。この統合により、効率的な連携、合理化されたワークフロー、および最適化されたリソース割り当てが可能になります。
コンテナとしてのロボットブレイン： ポータブルなプラグアンドプレイモジュールにより、一貫したロボットパフォーマンスと簡素化された管理が保証されます。このモジュール式アプローチにより、簡単なアップデートとカスタマイズが可能になります。
OpenUSDを備えたワールドシミュレーター： NVIDIA OmniverseとOpenUSDは、産業施設を非常にリアルな仮想環境でシミュレーションするための強力なプラットフォームを提供します。これにより、AIシステムの包括的なテストと検証が可能になります。
Omniverse Cloud Sensor RTX API： 正確なセンサーシミュレーションは、AIシステムの信頼性を確保するために最も重要です。NVIDIA Omniverse Cloudアプリケーションプログラミングインターフェースは、産業施設の詳細な仮想レプリカを作成するために必要なツールを提供します。
スケジューラー： 組み込みのスケジューラーは、複雑なタスクとデータの依存関係を管理し、スムーズで効率的な操作を保証します。
ビデオ分析AIエージェント： NVIDIA Metropolisを活用して、ビデオ検索と要約（VSS）用のNVIDIA AIブループリントで構築されたAIエージェントを統合することで、運用上の洞察が強化され、意思決定のための貴重なデータが提供されます。
最新のOmniverse Kit SDK 107リリースは、ロボット工学アプリケーションの開発と、RTX Real-Time 2.0を含む強化されたシミュレーション機能のための主要なアップデートを提供することにより、産業AIの開発をさらに加速します。
Omniverseエコシステムの詳細
Omniverseエコシステムは、活気に満ちた急速に進化する景観です。その力を真に活用するには、さまざまなコンポーネントを深く掘り下げ、開発者と実践者が利用できるリソースを探索することが不可欠です。
重要な側面の1つは、Omniverse内のデータ相互運用性とコラボレーションの基礎として機能するUniversal Scene Description (OpenUSD)フレームワークを理解することです。OpenUSDを使用すると、さまざまなアプリケーションやプラットフォーム間で3Dデータをシームレスに交換できるため、複雑なプロジェクトを妨げることが多いサイロを解消できます。
OpenUSDの詳細な探索
OpenUSDは単なるファイル形式ではありません。3Dシーンを記述、構成、およびシミュレーションするための包括的なフレームワークです。以下を含む幅広い機能を提供します。
レイヤー化された構成： OpenUSDを使用すると、複数のUSDファイルをレイヤー化して複雑なシーンを作成できます。これにより、モジュール性と再利用性が可能になり、大規模で複雑なプロジェクトの管理が容易になります。
非破壊編集： USDシーンの1つのレイヤーに加えられた変更は、基になるレイヤーに影響を与えません。これにより、元のデータを損傷するリスクなしに、実験と反復が可能になります。
バリアントセット： OpenUSDはバリアントセットをサポートしており、単一のUSDファイル内でシーンまたはアセットの複数のバージョンを作成できます。これは、さまざまな構成または詳細レベルを作成する場合に役立ちます。
スキーマ： OpenUSDスキーマは、さまざまなタイプの3Dオブジェクトの構造とプロパティを定義します。これにより、さまざまなアプリケーション間の一貫性と相互運用性が保証されます。
スケーラブルなシミュレーションのためのOmniverse Cloudの活用
NVIDIA Omniverse Cloudは、大規模にシミュレーションを実行するための強力なプラットフォームを提供します。以下を含む幅広い機能を提供します。
RTXパワードレンダリング： Omniverse Cloudは、NVIDIAのRTXテクノロジーを活用して、フォトリアリスティックなレンダリング機能を提供します。これにより、現実世界の条件を正確に反映した非常にリアルなシミュレーションを作成できます。
スケーラブルな計算： Omniverse Cloudは、膨大なコンピューティングリソースへのアクセスを提供し、ローカルマシンでは実行できない複雑なシナリオのシミュレーションを可能にします。
コラボレーションツール： Omniverse Cloudには、チームがリアルタイムでシミュレーションで共同作業できるさまざまなコラボレーションツールが含まれています。これにより、コミュニケーションが促進され、開発プロセスが加速されます。
センサーシミュレーションの重要性
堅牢で信頼性の高いAIシステムを開発するには、正確なセンサーシミュレーションが重要です。仮想環境でセンサーの動作をシミュレーションすることにより、開発者は費用と時間がかかる現実世界の実験を行う必要なく、アルゴリズムをテストおよび検証できます。
Omniverseは、以下を含むセンサーシミュレーション用のさまざまなツールを提供します。
レイトレーシング： レイトレーシングを使用して、カメラとLiDARセンサーの動作をシミュレーションし、リアルな画像と点群を提供できます。
物理シミュレーション： 物理シミュレーションを使用して、慣性測定ユニット（IMU）やモーションと加速度を測定するその他のセンサーの動作をシミュレーションできます。
合成データ生成： Omniverseを使用して、現実世界のセンサーの出力を模倣する合成データを生成できます。このデータを使用して、AIモデルをトレーニングし、そのパフォーマンスを検証できます。
既存の産業システムとの統合
真に効果を発揮するには、産業AIシステムを、製造実行システム（MES）やエンタープライズリソースプランニング（ERP）システムなどの既存の産業システムとシームレスに統合する必要があります。この統合により、データの共有と組織のさまざまな部分間のアクティビティの連携が可能になります。
Omniverseは、以下を含む既存の産業システムとの統合のためのさまざまなツールを提供します。
API： Omniverseは、Omniverse環境内のデータにアクセスして操作できるようにする包括的なAPIセットを提供します。
コネクタ： Omniverseコネクタは、さまざまな一般的な産業システムとの事前構築済みの統合を提供します。
SDK： Omniverse SDKを使用すると、開発者はあらゆる産業システムとのカスタム統合を作成できます。
OmniverseにおけるAIの役割
AIはOmniverseで重要な役割を果たし、以下を含む幅広いアプリケーションを可能にします。
自律ナビゲーション： AIアルゴリズムを使用して、ロボットやその他の車両がOmniverse環境内で自律的にナビゲートできるようにすることができます。
物体認識： AIアルゴリズムを使用して、Omniverse環境内の物体を認識および分類することができます。
異常検出： AIアルゴリズムを使用して、Omniverse環境内のデータの異常を検出することができます。
予知保全： AIアルゴリズムを使用して、機器がいつ故障する可能性が高いかを予測し、プロアクティブな保守を可能にします。
Omniverseによる産業AIの未来
Omniverseは産業AIに革命を起こし、自動化、効率、革新の新時代を可能にする態勢が整っています。仮想環境でAIシステムをシミュレーション、テスト、展開するためのプラットフォームを提供することにより、Omniverseはリスクを軽減し、開発を加速し、新しい可能性を解き放ちます。
Omniverseが進化し続けるにつれて、以下を含む産業AIのさらにエキサイティングなアプリケーションが見られることが予想されます。
工場全体のデジタルツイン： 工場全体のデジタルツインを作成する機能により、生産プロセスの最適化、廃棄物の削減、安全性の向上が可能になります。
AIパワード設計およびエンジニアリング： AIアルゴリズムを使用して、新製品の設計およびエンジニアリングを自動化し、開発の時間とコストを削減します。
パーソナライズされた製造： AIアルゴリズムを使用して製造プロセスをパーソナライズし、個々の顧客の特定のニーズを満たすカスタマイズされた製品を作成できるようにします。
Omniverseは単なるテクノロジーではありません。パラダイムシフトです。産業システムを設計、構築、運用する方法についての新しい考え方です。Omniverseを採用することにより、企業は産業AIの可能性を最大限に引き出し、より効率的で持続可能で競争力のある未来を創造できます。
このテクノロジーは、業務の最適化、効率の向上、イノベーションの推進を目指す企業にとって大きな可能性を秘めています。Omniverseが進化し続けるにつれて、産業界の状況を再構築し、製造業とその先の未来に新たな可能性を解き放つことが期待されています。