基于 NVIDIA 技術(shù)構(gòu)建的創(chuàng)新型制造解決方案，使機(jī)械臂能夠?qū)崿F(xiàn)設(shè)備自主檢測(cè)，并能將新產(chǎn)品無(wú)縫整合到生產(chǎn)線中。

利用 NVIDIA 數(shù)字孿生技術(shù)，亞馬遜設(shè)備與服務(wù)部門(mén)正通過(guò)全新物理 AI 軟件解決方案，在制造領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)重大飛躍。

亞馬遜設(shè)備工廠本月部署的創(chuàng)新性"仿真驅(qū)動(dòng)"零接觸制造方案，通過(guò)合成數(shù)據(jù)訓(xùn)練機(jī)械臂執(zhí)行雙重任務(wù)：實(shí)施多品類(lèi)設(shè)備的產(chǎn)品質(zhì)量審核，并將新產(chǎn)品無(wú)縫集成至生產(chǎn)線，全程無(wú)需改造硬件。

這項(xiàng)新技術(shù)能夠?qū)嗰R遜設(shè)備部門(mén)自研的產(chǎn)線流程仿真技術(shù)與 NVIDIA 賦能的數(shù)字孿生結(jié)合起來(lái)。這項(xiàng)技術(shù)采用模塊化的 AI 驅(qū)動(dòng)的工作流，相比此前使用的檢測(cè)設(shè)備，能實(shí)現(xiàn)更快、更高效的檢測(cè)。

通過(guò)在數(shù)字孿生中對(duì)流程和產(chǎn)品進(jìn)行仿真，無(wú)需進(jìn)行成本高昂、耗時(shí)的物理原型設(shè)計(jì)。這簡(jiǎn)化了制造商的工作流，同時(shí)縮短了新產(chǎn)品的上市周期。

為實(shí)現(xiàn)機(jī)器人運(yùn)營(yíng)的零樣本制造，該解決方案使用亞馬遜設(shè)備和工廠工作站的高保真物理渲染模型來(lái)生成合成數(shù)據(jù)。此類(lèi)為工廠定制化的數(shù)據(jù)能夠顯著提升 AI 模型在仿真過(guò)程和真實(shí)工作站中的性能表現(xiàn)，在部署之前更大限度地縮短仿真與現(xiàn)實(shí)之間的差距。

這是邁向通用化制造的一大步：借助自動(dòng)化系統(tǒng)與技術(shù)，即便無(wú)需物理原型，也能靈活應(yīng)對(duì)種類(lèi)繁多的產(chǎn)品及多樣化的生產(chǎn)流程。

AI、數(shù)字孿生增強(qiáng)機(jī)器人理解力

亞馬遜設(shè)備與服務(wù)部門(mén)通過(guò)在數(shù)字孿生中訓(xùn)練機(jī)器人識(shí)別并處理新設(shè)備，得以構(gòu)建更快速、更模塊化且易于控制的制造流程。這使得生產(chǎn)線僅通過(guò)軟件調(diào)整，就能從檢測(cè)一種產(chǎn)品無(wú)縫切換至另一種產(chǎn)品。

機(jī)器人的動(dòng)作完全可以根據(jù)仿真環(huán)境中完成的訓(xùn)練進(jìn)行配置，以實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品制造，包括裝配、測(cè)試、包裝和質(zhì)檢等環(huán)節(jié)。

一整套NVIDIA Isaac技術(shù)為亞馬遜設(shè)備與服務(wù)部門(mén)提供了物理精度級(jí)的仿真驅(qū)動(dòng)方案技術(shù)支撐。

當(dāng)引入新設(shè)備時(shí)，亞馬遜設(shè)備與服務(wù)部門(mén)會(huì)將其計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì) (CAD) 模型置入 NVIDIA Isaac Sim 中，這是一款基于NVIDIA Omniverse平臺(tái)構(gòu)建的開(kāi)源機(jī)器人仿真參考應(yīng)用。

NVIDIA Isaac 可通過(guò) CAD 模型為每臺(tái)設(shè)備生成超過(guò) 50,000 種多樣化合成圖像，這對(duì)于訓(xùn)練對(duì)象和缺陷檢測(cè)模型至關(guān)重要。

隨后，Isaac Sim 對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，并利用 NVIDIA Isaac ROS 生成用于操作該產(chǎn)品的機(jī)械臂運(yùn)動(dòng)軌跡。

機(jī)器人僅基于合成數(shù)據(jù)進(jìn)行訓(xùn)練，即可抓取不同形狀和大小的包裝和產(chǎn)品，以進(jìn)行外觀檢查。真實(shí)工作站（左）與仿真工作站（右）。圖片由亞馬遜設(shè)備與服務(wù)部門(mén)提供。

AWS 顯著加快了這項(xiàng)技術(shù)的研發(fā)進(jìn)程。通過(guò) AWS Batch 在 Amazon EC2 G6 實(shí)例上對(duì)亞馬遜設(shè)備的產(chǎn)品規(guī)格開(kāi)展分布式 AI 模型訓(xùn)練，同時(shí)在 Amazon EC2 G6 系列實(shí)例上運(yùn)行 NVIDIA Isaac Sim，進(jìn)行基于物理的仿真和合成數(shù)據(jù)生成。

該解決方案采用亞馬遜 Bedrock（一項(xiàng)用于構(gòu)建生成式 AI 應(yīng)用和智能體的服務(wù)），基于對(duì)產(chǎn)品規(guī)格文檔的分析，在工廠中規(guī)劃高層級(jí)任務(wù)和具體的質(zhì)檢測(cè)試用例。亞馬遜 Bedrock Agent Core 將用于生產(chǎn)線上多個(gè)工廠站點(diǎn)的自主工作流規(guī)劃，能夠處理多模態(tài)產(chǎn)品規(guī)格輸入，如 3D 設(shè)計(jì)和表面屬性等。

為幫助機(jī)器人理解周?chē)h(huán)境，該解決方案采用了NVIDIA cuMotion，這是一個(gè) CUDA 加速的運(yùn)動(dòng)規(guī)劃庫(kù)，能在NVIDIA Jetson AGX Orin模組上于毫秒級(jí)時(shí)間內(nèi)生成無(wú)碰撞軌跡。而作為 Isaac ROS 的組成部分，nvblox 庫(kù)可生成距離場(chǎng)，為 cuMotion 的無(wú)碰撞軌跡規(guī)劃提供支持。

NVIDIA 基礎(chǔ)模型FoundationPose通過(guò) 500 萬(wàn)張合成圖像訓(xùn)練，實(shí)現(xiàn)位姿估計(jì)與物體跟蹤，幫助確保亞馬遜設(shè)備與服務(wù)部門(mén)的機(jī)器人精準(zhǔn)識(shí)別設(shè)備的準(zhǔn)確位置和方向。

FoundationPose 對(duì)于新型制造解決方案至關(guān)重要，它可以泛化至從未見(jiàn)過(guò)的全新物體，無(wú)需預(yù)先接觸目標(biāo)對(duì)象，從而在不同產(chǎn)品之間無(wú)縫過(guò)渡，并省去因產(chǎn)品變更而重新收集數(shù)據(jù)訓(xùn)練模型的步驟。

在產(chǎn)品質(zhì)檢環(huán)節(jié)，這一新方案可用于生產(chǎn)線上的缺陷檢測(cè)。其模塊化設(shè)計(jì)還支持未來(lái)集成如NVIDIA Cosmos Reason等先進(jìn)推理模型，為功能升級(jí)預(yù)留了靈活空間。

請(qǐng)觀看 NVIDIA 研究中心在 SIGGRAPH 大會(huì)上的特別演講，和 NVIDIA 一起，探索如何整合圖形與仿真創(chuàng)新來(lái)加速工業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型。SIGGRAPH 大會(huì)將于當(dāng)?shù)貢r(shí)間 8 月 14 日（星期四）結(jié)束。