Các doanh nghiệp đang không ngừng nỗ lực để tối ưu hóa quy trình làm việc và do đó chấp nhận các giải pháp AI vật lý và công nghiệp. Tuy nhiên, việc mở rộng quy mô AI trong các môi trường công nghiệp, chẳng hạn như nhà máy và cơ sở sản xuất, gặp phải rất nhiều thách thức. Những rào cản này bao gồm các đường ống dữ liệu bị phân mảnh, các công cụ riêng lẻ và nhu cầu cấp thiết về mô phỏng thời gian thực, độ trung thực cao.
Để giải quyết những phức tạp này, NVIDIA đã cho ra mắt Mega NVIDIA Omniverse Blueprint. Khuôn khổ sáng tạo này cung cấp quy trình làm việc tham khảo có thể mở rộng được thiết kế đặc biệt để mô phỏng các đội robot đa dạng trong bản sao số (digital twin) của các cơ sở công nghiệp, đặc biệt là những cơ sở được xây dựng bằng nền tảng NVIDIA Omniverse.
Các công ty hàng đầu trong lĩnh vực AI công nghiệp, bao gồm Accenture, Foxconn, Kenmec, KION và Pegatron, đang tích cực tận dụng bản thiết kế này. Mục tiêu của họ là đẩy nhanh việc áp dụng AI vật lý và phát triển các hệ thống tự động có khả năng thực hiện các tác vụ một cách hiệu quả và năng suất trong môi trường công nghiệp.
Được xây dựng trên nền tảng của khuôn khổ Universal Scene Description (OpenUSD), bản thiết kế này tạo điều kiện cho khả năng tương tác dữ liệu liền mạch, cộng tác thời gian thực và ra quyết định dựa trên AI. Điều này đạt được bằng cách hợp nhất các nguồn dữ liệu khác nhau và nâng cao độ trung thực của mô phỏng.
Các “ông lớn” công nghiệp đón nhận Mega Blueprint
Trong sự kiện Hannover Messe, Accenture và Schaeffler đã chứng minh khả năng của Mega blueprint trong việc thử nghiệm các đội robot. Việc này bao gồm việc sử dụng các robot hình người đa năng, chẳng hạn như Digit từ Agility Robotics, cho các tác vụ xử lý vật liệu trong khu vực lắp ráp và ủy thác.
KION, hợp tác với Accenture, hiện đang sử dụng Mega để tối ưu hóa các quy trình kho và phân phối.
Hơn nữa, đại diện từ Accenture và Foxconn đã chia sẻ những hiểu biết sâu sắc tại hội nghị AI toàn cầu NVIDIA GTC vào tháng 3, làm nổi bật tác động tích cực của việc tích hợp Mega vào quy trình làm việc AI công nghiệp của họ.
Thúc đẩy AI công nghiệp với Mega: Phân tích sâu
Mega blueprint trao quyền cho các nhà phát triển để tăng tốc quy trình làm việc AI vật lý thông qua một loạt các tính năng mạnh mẽ:
Mô phỏng đội robot: Bản thiết kế cho phép kiểm tra nghiêm ngặt và đào tạo toàn diện các đội robot đa dạng trong một môi trường ảo an toàn. Điều này đảm bảo sự hợp tác liền mạch và hiệu suất tối ưu trong các tình huống thực tế.
Bản sao số (Digital twins): Bằng cách tận dụng bản sao số, các doanh nghiệp có thể mô phỏng và tinh chỉnh các hệ thống tự động trước khi triển khai chúng trong môi trường vật lý. Quá trình lặp đi lặp lại này cho phép tối ưu hóa và giảm thiểu rủi ro.
Mô phỏng cảm biến và tạo dữ liệu tổng hợp: Tạo dữ liệu cảm biến thực tế là rất quan trọng để đảm bảo rằng robot có thể nhận biết và phản ứng chính xác với môi trường xung quanh. Bản thiết kế tạo điều kiện cho việc này bằng cách cung cấp các công cụ để tạo dữ liệu tổng hợp phản ánh các điều kiện thực tế.
Tích hợp hệ thống quản lý cơ sở và đội robot: Bản thiết kế kết nối liền mạch các đội robot với các hệ thống quản lý hiện có. Sự tích hợp này cho phép phối hợp hiệu quả, quy trình làm việc được sắp xếp hợp lý và phân bổ nguồn lực được tối ưu hóa.
“Bộ não” robot dưới dạng container: Các mô-đun plug-and-play di động đảm bảo hiệu suất robot nhất quán và quản lý đơn giản. Cách tiếp cận mô-đun này cho phép dễ dàng cập nhật và tùy chỉnh.
Trình mô phỏng thế giới với OpenUSD: NVIDIA Omniverse và OpenUSD cung cấp một nền tảng mạnh mẽ để mô phỏng các cơ sở công nghiệp trong môi trường ảo có độ chân thực cao. Điềunày cho phép kiểm tra và xác thực toàn diện các hệ thống AI.
Omniverse Cloud Sensor RTX API: Mô phỏng cảm biến chính xác là tối quan trọng để đảm bảo độ tin cậy của hệ thống AI. Các giao diện lập trình ứng dụng NVIDIA Omniverse Cloud cung cấp các công cụ cần thiết để tạo ra các bản sao ảo chi tiết của các cơ sở công nghiệp.
Bộ lập lịch: Bộ lập lịch tích hợp quản lý các tác vụ và sự phụ thuộc dữ liệu phức tạp, đảm bảo hoạt động trơn tru và hiệu quả.
Các tác nhân AI phân tích video: Tích hợp các tác nhân AI được xây dựng bằng NVIDIA AI Blueprint để tìm kiếm và tóm tắt video (VSS), tận dụng NVIDIA Metropolis, giúp nâng cao hiểu biết sâu sắc về hoạt động và cung cấp dữ liệu có giá trị để ra quyết định.
Phiên bản Omniverse Kit SDK 107 mới nhất tiếp tục tăng tốc phát triển AI công nghiệp bằng cách cung cấp các bản cập nhật lớn cho phát triển ứng dụng robot và các khả năng mô phỏng nâng cao, bao gồm RTX Real-Time 2.0.
Tìm hiểu sâu hơn về hệ sinh thái Omniverse
Hệ sinh thái Omniverse là một bối cảnh sôi động và phát triển nhanh chóng. Để thực sự khai thác sức mạnh của nó, điều cần thiết là phải đi sâu hơn vào các thành phần khác nhau của nó và khám phá các tài nguyên có sẵn cho các nhà phát triển và học viên.
Một khía cạnh quan trọng là hiểu khuôn khổ Universal Scene Description (OpenUSD), đóng vai trò là nền tảng cho khả năng tương tác dữ liệu và cộng tác trong Omniverse. OpenUSD cho phép trao đổi liền mạch dữ liệu 3D giữa các ứng dụng và nền tảng khác nhau, phá vỡ các rào cản thường cản trở các dự án phức tạp.
Khám phá chi tiết OpenUSD
OpenUSD không chỉ là một định dạng tệp; nó là một khuôn khổ toàn diện để mô tả, soạn thảo và mô phỏng các cảnh 3D. Nó cung cấp một loạt các tính năng, bao gồm:
Soạn thảo theo lớp: OpenUSD cho phép tạo ra các cảnh phức tạp bằng cách xếp nhiều tệp USD lại với nhau. Điều này cho phép tính mô-đun và khả năng tái sử dụng, giúp dễ dàng quản lý các dự án lớn và phức tạp.
Chỉnh sửa không phá hủy: Các thay đổi được thực hiện đối với một lớp của cảnh USD không ảnh hưởng đến các lớp bên dưới. Điều này cho phép thử nghiệm và lặp lại mà không có nguy cơ làm hỏng dữ liệu gốc.
Bộ biến thể: OpenUSD hỗ trợ bộ biến thể, cho phép tạo nhiều phiên bản của một cảnh hoặc tài sản trong một tệp USD duy nhất. Điều này hữu ích để tạo các cấu hình hoặc mức độ chi tiết khác nhau.
Lược đồ: Lược đồ OpenUSD xác định cấu trúc và thuộc tính của các loại đối tượng 3D khác nhau. Điều này đảm bảo tính nhất quán và khả năng tương tác giữa các ứng dụng khác nhau.
Tận dụng Omniverse Cloud để mô phỏng có thể mở rộng
NVIDIA Omniverse Cloud cung cấp một nền tảng mạnh mẽ để chạy mô phỏng ở quy mô lớn. Nó cung cấp một loạt các tính năng, bao gồm:
Kết xuất được hỗ trợ bởi RTX: Omniverse Cloud tận dụng công nghệ RTX của NVIDIA để cung cấp khả năng kết xuất chân thực như ảnh. Điều này cho phép tạo ra các mô phỏng có độ chân thực cao, phản ánh chính xác các điều kiện thực tế.
Tính toán có thể mở rộng: Omniverse Cloud cung cấp quyền truy cập vào một lượng lớn tài nguyên điện toán, cho phép mô phỏng các tình huống phức tạp mà không thể chạy trên máy cục bộ.
Công cụ cộng tác: Omniverse Cloud bao gồm một loạt các công cụ cộng tác cho phép các nhóm làm việc cùng nhau trên các mô phỏng trong thời gian thực. Điều này tạo điều kiện giao tiếp và tăng tốc quá trình phát triển.
Tầm quan trọng của mô phỏng cảm biến
Mô phỏng cảm biến chính xác là rất quan trọng để phát triển các hệ thống AI mạnh mẽ và đáng tin cậy. Bằng cách mô phỏng hành vi của các cảm biến trong môi trường ảo, các nhà phát triển có thể kiểm tra và xác thực các thuật toán của họ mà không cần các thử nghiệm thực tế tốn kém và tốn thời gian.
Omniverse cung cấp một loạt các công cụ để mô phỏng cảm biến, bao gồm:
Dò tia: Dò tia có thể được sử dụng để mô phỏng hành vi của máy ảnh và cảm biến LiDAR, cung cấp hình ảnh và đám mây điểm thực tế.
Mô phỏng vật lý: Mô phỏng vật lý có thể được sử dụng để mô phỏng hành vi của các đơn vị đo lường quán tính (IMU) và các cảm biến khác đo lường chuyển động và gia tốc.
Tạo dữ liệu tổng hợp: Omniverse có thể được sử dụng để tạo dữ liệu tổng hợp mô phỏng đầu ra của các cảm biến thực tế. Dữ liệu này có thể được sử dụng để đào tạo các mô hình AI và xác thực hiệu suất của chúng.
Tích hợp với các hệ thống công nghiệp hiện có
Để thực sự hiệu quả, các hệ thống AI công nghiệp phải được tích hợp liền mạch với các hệ thống công nghiệp hiện có, chẳng hạn như hệ thống thực thi sản xuất (MES) và hệ thống lập kế hoạch nguồn lực doanh nghiệp (ERP). Sự tích hợp này cho phép chia sẻ dữ liệu và phối hợp các hoạt động giữa các bộ phận khác nhau của tổ chức.
Omniverse cung cấp một loạt các công cụ để tích hợp với các hệ thống công nghiệp hiện có, bao gồm:
API: Omniverse cung cấp một bộ API toàn diện cho phép các nhà phát triển truy cập và thao tác dữ liệu trong môi trường Omniverse.
Trình kết nối: Trình kết nối Omniverse cung cấp các tích hợp dựng sẵn với một loạt các hệ thống công nghiệp phổ biến.
SDK: SDK Omniverse cho phép các nhà phát triển tạo các tích hợp tùy chỉnh với bất kỳ hệ thống công nghiệp nào.
Vai trò của AI trong Omniverse
AI đóng một vai trò quan trọng trong Omniverse, cho phép một loạt các ứng dụng, bao gồm:
Điều hướng tự động: Các thuật toán AI có thể được sử dụng để cho phép robot và các phương tiện khác điều hướng tự động trong môi trường Omniverse.
Nhận dạng đối tượng: Các thuật toán AI có thể được sử dụng để nhận dạng và phân loại các đối tượng trong môi trường Omniverse.
Phát hiện bất thường: Các thuật toán AI có thể được sử dụng để phát hiện các bất thường trong dữ liệu trong môi trường Omniverse.
Bảo trì dự đoán: Các thuật toán AI có thể được sử dụng để dự đoán khi nào thiết bị có khả năng bị hỏng, cho phép bảo trì chủ động.
Tương lai của AI công nghiệp với Omniverse
Omniverse sẵn sàng cách mạng hóa AI công nghiệp, cho phép một kỷ nguyên tự động hóa, hiệu quả và đổi mới mới. Bằng cách cung cấp một nền tảng để mô phỏng, thử nghiệm và triển khai các hệ thống AI trong môi trường ảo, Omniverse giảm thiểu rủi ro, tăng tốc phát triển và mở ra những khả năng mới.
Khi Omniverse tiếp tục phát triển, chúng ta có thể mong đợi sẽ thấy nhiều ứng dụng thú vị hơn nữa của AI công nghiệp, bao gồm:
Bản sao số của toàn bộ nhà máy: Khả năng tạo bản sao số của toàn bộ nhà máy sẽ cho phép tối ưu hóa quy trình sản xuất, giảm lãng phí và cải thiện an toàn.
Thiết kế và kỹ thuật được hỗ trợ bởi AI: Các thuật toán AI sẽ được sử dụng để tự động hóa thiết kế và kỹ thuật của các sản phẩm mới, giảm thời gian và chi phí phát triển.
Sản xuất cá nhân hóa: Các thuật toán AI sẽ được sử dụng để cá nhân hóa quy trình sản xuất, cho phép tạo ra các sản phẩm tùy chỉnh đáp ứng nhu cầu cụ thể của từng khách hàng.
Omniverse không chỉ là một công nghệ; đó là một sự thay đổi mô hình. Đó là một cách suy nghĩ mới về cách chúng ta thiết kế, xây dựng và vận hành các hệ thống công nghiệp. Bằng cách nắm lấy Omniverse, các doanh nghiệp có thể khai thác toàn bộ tiềm năng của AI công nghiệp và tạo ra một tương lai hiệu quả hơn, bền vững hơn và cạnh tranh hơn.
Công nghệ này hứa hẹn rất lớn cho các doanh nghiệp muốn tối ưu hóa hoạt động, nâng cao hiệu quả và thúc đẩy đổi mới. Khi Omniverse tiếp tục phát triển, nó sẵn sàng định hình lại bối cảnh công nghiệp và mở ra những khả năng mới cho tương lai của sản xuất và hơn thế nữa.