Fertigung
Universal Robots beschleunigt die Entwicklung von Cobots mit NVIDIA
Ziel
Universal Robots beseitigt die Einschränkungen herkömmlicher Roboter bei der Bewältigung komplexer Aufgaben und dem Betrieb in dynamischen Umgebungen mit seinem AI Accelerator, der mit der NVIDIA Isaac™-Plattform entwickelt wurde. Mit dem AI Accelerator können Entwickler fortschrittliche Vision-KI-Technologien in ihre kollaborativen Roboter (Cobots) integrieren und so Objekterkennung in Echtzeit, adaptive Bewegungssteuerung und kontinuierliches Lernen ermöglichen.
Partner
Universal Robots
Anwendungsfall
Robotik
Produkte
NVIDIA Isaac
NVIDIA Jetson
In Zusammenarbeit mit NVIDIA hat Universal Robots bahnbrechende Leistungsverbesserungen ermöglicht, die völlig neue Anwendungskategorien erschließen:
Überwindung traditioneller Cobot-Einschränkungen
Das 2005 gegründete Unternehmen Universal Robots revolutionierte die industrielle Automatisierung durch die Einführung des weltweit ersten kommerziell nutzbaren kollaborativen Roboters im Jahr 2008 – des UR5 –, der sicher neben Menschen arbeiten konnte, ohne Sicherheitskäfige zu benötigen. Seitdem hat das Unternehmen die industrielle Automatisierung mit leicht zu programmierenden Cobots, die sicher mit Menschen zusammenarbeiten, demokratisiert.
Die heutigen Produktionslinien mit hoher Produktvielfalt und geringen Stückzahlen erfordern Cobots, die in dynamischen Umgebungen intelligent wahrnehmen, sich anpassen und handeln können – Fähigkeiten, die mit herkömmlicher Cobot-Programmierung nicht realisierbar war. Angesichts des Arbeitskräftemangels, der die Nachfrage nach Automatisierung und industrieller KI ankurbelt, suchte Universal Robots nach einer Lösung, um die Lücke zwischen den aktuellen KI-Funktionen und den sich wandelnden Anforderungen an die Bereitstellung industrieller Roboter zu schließen.
Entwicklung des AI Accelerator mit NVIDIA
Universal Robots bewältigte diese Herausforderungen durch die Einführung des AI Accelerator, einer Plattform für die Entwicklung physischer KI, die es Robotern ermöglicht, ihre Umgebung wahrzunehmen, mit ihr zu interagieren und komplexe Probleme zu lösen, die zuvor außerhalb ihrer statischen Fähigkeiten lagen. Der AI Accelerator ist das Ergebnis einer achtjährigen Zusammenarbeit zwischen Universal Robots und NVIDIA, die die Entwicklung von den Anfängen des GPU-Computing bis hin zu den heutigen Edge-KI-Plattformen umfasst.
Die ausgereifte NVIDIA Isaac™-Robotikplattform – eine umfassende Suite für den Aufbau, die Simulation und den Einsatz von KI-gestützten Robotern – weckte sofort das Interesse des Teams von Universal Robots und führte schnell zu einem aktiven gemeinsamen Programm. Die NVIDIA Isaac-Plattform vereint NVIDIA® CUDA®-beschleunigte Bibliotheken, fortschrittliche Anwendungsframeworks und KI-Modelle mit vortrainierten Funktionen, um eine robuste Grundlage für die moderne Robotik zu bieten. NVIDIA Isaac erleichtert die Robotersimulation und das Roboterlernen und ermöglicht eine neue Generation der intelligenten Automatisierung, die Durchbrüche in der Entwicklung humanoider Roboter und anpassungsfähiger industrieller Cobots umfasst.
Universal Robots integrierte Schlüsselkomponenten der Isaac-Plattform wie KI-Modelle und Bibliotheken in ihre KI-Beschleunigungslösung auf Basis von NVIDIA Jetson AGX™. Dadurch wurde eine industrietaugliche, KI-gestützte Plattform geschaffen, die sich jetzt über die e-Series und die Cobots der UR-Serie von Universal Robots erstreckt – einschließlich des neuen UR15.
Technische Architektur und Auswirkungen auf das Ökosystem
Im Kern profitiert der Universal Robots AI Accelerator von:
- NVIDIA Isaac Manipulator für fortschrittliche Wahrnehmung und Bewegungsplanung, einschließlich NVIDIA cuMotion, FoundationPose und FoundationStereo
- NVIDIA Isaac Transport für ROS (NITROS) für Beschleunigung in ROS 2.0-Umgebungen
- NVIDIA Jetson AGX Orin™ für Edge-KI mit geringer Latenz und hoher Genauigkeit ohne Cloud-Abhängigkeiten
- PolyScope X mit API-First-Entwicklungsstrategie und vollständiger ROS 2.0-Unterstützung
Mit dem AI Accelerator können Cobots in unstrukturierten Umgebungen arbeiten und adaptive Aufgaben ausführen, die zuvor nur mit teuren maßgeschneiderten Systemen möglich waren.
Die Plattform hat ein wachsendes Ökosystem von KI-fokussierten Partnern angezogen, darunter 3D Infotech, T-Robotics, AICA, Acumino und Groundlight, die heute Lösungen in verschiedenen Branchen einsetzen, von der Automobilindustrie bis hin zum Lebensmittel- und Getränkesektor.
Die technische Architektur des AI Accelerator zeigt, wie Edge-KI ohne Leistungseinbußen industrialisiert werden kann. Ein eingebetteter NVIDIA Jetson Orin liefert die für Echtzeit-KI-Inferenz erforderliche Rechenleistung, während Isaac ROS-Bibliotheken modulare, produktionsbereite Komponenten vereitstellen.
Das System bietet außerdem Edge-KI mit geringer Latenz und hoher Genauigkeit für kompakte industrielle Einrichtungen ohne Cloud-Abhängigkeit. Das ist ein entscheidender Vorteil für Hersteller, die sich um Konnektivität, Latenz und Datensicherheit sorgen.
Die ROS 2-Basis der Plattform beschleunigt die Entwicklung und Bereitstellung, ermöglicht ein modulares Design und verbessert die entscheidende Übergabe von der Sensorik zur Steuerung, die die Reaktionsfähigkeit des Systems bestimmt. Dieser technische Ansatz ermöglicht es Ihnen, sich auf die Anwendungslogik zu konzentrieren, anstatt sich mit der Implementierung der KI auf niedriger Ebene zu befassen.
Universal Robots
Überbrückung der Sim-to-Real-Lücke
Herkömmliche roboterbasierte Montagesysteme haben Probleme mit der Anpassungsfähigkeit in dynamischen industriellen Umgebungen und erfordern eine aufwändige manuelle Neuprogrammierung für neue Teile oder Konfigurationen. Mit NVIDIA Isaac Lab und Isaac ROS hat Universal Robots einen Simulations-zu-Realitäts-Workflow für das Training mit bestärkendem Lernen und die reale Ausführung bereitgestellt. Das System kombiniert die physisch genauen Simulationen von Isaac Lab mit Domänenrandomisierung, um Richtlinien für bestärkendes Lernen für das Greifen, den Transport und das Einsetzen von Bauteilen zu trainieren.
Die Roboterrichtlinien werden vollständig in der Simulation trainiert, sodass sie aus zufälligen Anfangspositionen ohne reale Feinabstimmung erfolgreich mehrere Zahnräder zusammenbauen können. Durch den Einsatz synthetischer Daten, Domänenrandomisierung sowie NVIDIA IndustReal-Algorithmen und Tools schließt Universal Robots Lücken zwischen Simulation und Realität und ermöglicht eine nahtlose Anpassung der Roboterrichtlinien an die Zahnradsequenzierung und räumliche Variationen. Der Wegfall der manuellen Neuprogrammierung hilft Universal Robots außerdem dabei, die Implementierungskosten für kontaktreiche Anwendungen zu senken.
Erfahren Sie mehr im Tech-Blog zur Überwindung der Sim-to-Real-Herausforderung für industrielle Roboteranwendungen.
Beschleunigung der Markteinführung von Cobots
Die Zusammenarbeit zwischen Universal Robots und NVIDIA zeigt, wie etablierte Industrieunternehmen hochmoderne KI-Technologien erfolgreich integrieren und gleichzeitig ihre zentralen Werte bewahren können. Durch die Bündelung fortschrittlicher KI-Funktionen in einer leicht zugänglichen Plattform ermöglicht der AI Accelerator Unternehmen jeder Größe die Implementierung intelligenter Automatisierung, ohne dass spezielle KI-Kenntnisse erforderlich sind.
Die Lösung hat neue Einnahmequellen aus zuvor unmöglichen Anwendungen geschaffen, KI-orientierte Partner für das Ökosystem von Universal Robots gewonnen und die Rolle des Unternehmens als bevorzugte Cobot-Plattform für KI-Anwendungen gefestigt.
Blick in die Zukunft
Universal Robots entwickelt anwendungsspezifische Lösungen für Kunden weltweit und nutzt dabei neue KI-Modelle und CUDA-beschleunigte Bibliotheken über Isaac ROS, um eine neue Generation von KI-Entwicklern anzusprechen.
NVIDIA und Universal Robots verfolgen einen skalierbaren Ansatz, um fortschrittliche KI-Funktionen in Fabriken weltweit einzubringen. Der AI Accelerator bietet Herstellern einen praktischen Weg zu mehr Flexibilität und Effizienz, ohne die einfache Zusammenarbeit zwischen Mensch und Roboter zu beeinträchtigen, die die kollaborative Robotik auszeichnet.
„Mit dem AI Accelerator ermöglichen wir unseren Partnern, KI-gestützte kollaborative Roboter-Lösungen schneller und mit größerer Flexibilität auf den Markt zu bringen. „Das Ergebnis ist eine intelligentere, anpassungsfähigere Automatisierung, die den realen Anforderungen einer Vielzahl von Anwendungen gerecht wird und Endkunden eine schnellere Kapitalrendite ermöglicht.“
Ujjwal Kumar
Group President, Teradyne Robotics
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