發布時間：2023-01-05
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在近日召開的2023 CES上，NVIDIA發布了Isaac Sim的最新版本2022.2，那么新版本的亮點在哪里？主要將解決了機器人哪些行業痛點？
Isaac Sim 2022.2版本的重大創新：加入人員模擬功能
根據ABI Research的數據，工業和商業機器人的裝機量將從2020年的310萬臺增長到2030年的2000萬臺，增幅超過6.4倍。為了開發、驗證和部署這些新的AI機器人，企業需要使用模擬技術將這些機器人放到真實的場景中。此外，人類與機器人的協同工作也變得越來越重要。
NVDIA Isaac Sim 2022.2最新版本重點提高了制造和物流機器人用例的性能和功能。
Isaac Sim新增加的人員模擬功能可將合成人員添加到倉庫或生產設施中，并讓他們完成堆放包裹、推送小車等常見的任務。該工具現已支持許多常見的行為，所以模擬這些行為就像發布命令一樣簡單。
圖一：Isaac Sim 2022.2的人員模擬
要實現這一功能并不容易！為了最大程度地減少在模擬世界中觀察到的結果與在真實世界中看到的結果之間的差距，必須要有符合物理學的傳感器模型。憑借NVIDIA RTX技術，Isaac Sim現在可以實時渲染來自傳感器的符合物理學的數據。在使用RTX模擬激光雷達時，光線追蹤可以在各種照明條件下或者在對反射材料做出反應時提供更加準確的傳感器數據。
圖二：Isaac Sim提供RTX雷達和傳感器支持
Isaac Sim還提供了許多新的可模擬3D資產，這對于建立符合物理學的模擬環境至關重要。從倉庫零件到機器人都是現成的，因此開發者和用戶可以快速開始構建。
NVIDIA Isaac Sim 2022.2版本助力三大應用場景
倉庫物流：倉庫物流是最重要的機器人創新領域之一。Isaac Sim中的幾個工具可以滿足模擬倉庫機器人的需求。之前的版本包含了一個倉庫建造工具。現在，Isaac Sim包括一個構建真實的傳送帶工具。還有一個人員模擬器可以將數字人添加到倉庫環境中。這將有助于驗證在人類附近工作的機器人的感知和安全系統。
制造業：長期以來，制造環境一直采用機械手機器人實現流程的自動化。2022.2版本在處理機械手機器人的運動控制方面有許多新功能。Isaac Sim中更新的運動生成擴展程序簡化了運動控制算法在模擬中的集成和基準測試。所包括的算法RMPFlow，為機器人創建平滑的軌跡，具有智能防撞功能。除了提高性能外，此版本還提供了許多可用性改進，包括Lula機器人描述文件的圖形編輯器。
車隊優化：推出Isaac Sim的cuOpt擴展，這是直接與Isaac Sim集成的NVIDIA cuOpt引擎的部署。NVIDIA cuOpt是一個運營研究優化API，可幫助開發人員創建復雜的實時車隊路線。這些API可用于解決具有多個約束的復雜路由問題，并提供新功能，如動態重新路由、作業調度和機器人路徑規劃，同時利用亞秒級解算器響應時間。
簡化機器人研究人員的工作
對于機器人研究人員來說，新版本有大量的新功能，旨在推進強化學習、協作式機器人編程和機器人學習。針對龐大的機器人操作系統（ROS）開發者社區，Isaac Sim升級了對ROS 2 Humble和Windows的支持。所有Isaac ROS軟件現在都可以在模擬中使用。
為機器人研究人員設計的重要新功能包括Isaac Gym（強化學習）的性能改進。用于協作機器人編程的Isaac Cortex有了新的進展。最后，一個新的開源工具Isaac ORBIT為機器人學習和運動規劃提供了模擬操作環境和基準。這些新能力對于機器人研究者來說十分重要。
此外，Isaac Sim 2022.2版本還能夠支持傳感器升級，如支持Isaac Core傳感器擴展程序、對RTX激光雷達的支持和激光雷達模型、對ROS/ROS2復制器后處理的支持等；還可以添加新的Sim Ready Assets教程；添加新的機器人等。
Isaac Sim獲得廣大生態支持
Isaac機器人平臺也收獲了從物流、制造到零售、能源、可持續農業等多個行業一眾生態的支持，目前已有超過一百萬開發者在使用NVIDIA Isaac機器人平臺，超過一千家企業依賴于該平臺的一個或多個部分。
圖三：NVIDIA Isaac機器人生態
許多企業已部署了使用Isaac Sim在虛擬世界中開發和測試的實體機器人。例如，Telexistence在日本的300家便利店中部署了飲料補貨機器人；為了提高安全性，德國聯邦鐵路正在訓練AI模型，以處理至關重要但在現實世界中很少發生的意外極端事件，如行李掉在火車軌道上；Sarcos Robotics正在開發在可再生能源裝置中挑選和放置太陽能電池板的機器人。
Festo使用Isaac Cortex簡化協作機器人的編程并將模擬技能轉移到物理機器人上；Fraunhofer正在使用Isaac Sim符合物理學的全保真可視化功能開發先進的AMR；Flexiv正在使用Isaac Replicator生成用于訓練AI模型的合成數據。
云端訪問使Isaac平臺觸手可及
隨著Isaac Sim現已開放云端訪問，全球范圍內從事機器人項目的多學科團隊，可以在測試和訓練虛擬機器人方面進行合作，提高可及性、靈活性和可擴展性。
在使用機器人系統構建新設施或擴展現有的自主系統時，缺乏足夠的訓練數據往往是阻礙部署的“攔路虎”。
Isaac Sim通過Isaac Replicator，使開發者能夠創建大規模的基準真實數據集，模仿真實世界的物理環境。在部署后，由于自動化需求的擴大，需要通過動態路線規劃來操作由數百個機器人組成的高效率機隊。NVIDIA cuOpt是一個通過自動化提高運營效率的實時機隊任務分配和路線規劃引擎。
雖然訓練機器人很重要，而模擬在培訓人類操作員與機器人協同工作和為機器人編程方面也發揮著關鍵的作用。Ready Robotics正在使用Isaac Sim教授工業機器人的編程；Universal Robotics正在使用Isaac Sim培養工作隊伍，在云端訓練終端操作員。
結語
作為一款機器人模擬和合成數據生成（SDG）工具，Isaac Sim這個NVIDIA Omniverse應用可加速智能機器人的開發、測試、培訓和部署。而此次NVIDIA Isaac Sim2022.2新版本的發布，將進一步賦能開發者、研究者與終端用戶。
注：文章轉載《半導體行業觀察》http://www.semiinsights.com/s/ai/38/46815.shtml
