Robot umanoidi
Accelerare lo sviluppo di robotica IA avanzata.
Carichi di lavoro
Robotica
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Retail / Beni di consumo confezionati
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Panoramica
La nuova era dell'IA su base fisica
I robot umanoidi per uso generico sono costruiti per adattarsi rapidamente agli ambienti di lavoro urbani e industriali esistenti, svolgendo compiti noiosi, ripetitivi o fisicamente impegnativi.
Questi robot si stanno spostando dalle fabbriche alle strutture sanitarie, dove assistono gli umani e alleviano la carenza di manodopera con l'automazione.
Tuttavia, la costruzione di robot umanoidi presenta vari livelli di complessità e sfide di progettazione. Ad esempio, la replica della percezione umana, gradi di libertà, destrezza, mobilità, cognizione e controllo di tutto il corpo.
Ciò richiede progressi accelerati nei campi e nelle tecnologie di ricerca robotica, tra cui l'intelligenza artificiale, l'apprendimento automatico, la simulazione basata sulla fisica, le tecnologie dei sensori, il calcolo integrato e la meccatronica.
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Tuttavia, la costruzione di robot umanoidi presenta vari livelli di complessità e sfide di progettazione. Ad esempio, la replica della percezione umana, gradi di libertà, destrezza, mobilità, cognizione e controllo di tutto il corpo.
Ciò richiede progressi accelerati nei campi e nelle tecnologie di ricerca robotica, tra cui l'intelligenza artificiale (IA), l'apprendimento automatico, la simulazione basata sulla fisica, le tecnologie dei sensori e la meccatronica.
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Implementazione tecnica
Promuovere lo sviluppo di robot umanoidi
NVIDIA sta sviluppando sistemi accelerati, progetti, strumenti, servizi, algoritmi e altre tecnologie robotiche che possono essere utilizzate per costruire robot per uso generale e a fattore di forma umano.
Soluzione a tre computer
I robot umanoidi devono essere in grado di percepire, pianificare e agire in modo autonomo all'interno di un dato ambiente, ciò comporta l'elaborazione di grandi quantità di dati in tempo reale. Ciò richiede l'addestramento di modelli di base che alimentano il cervello del robot, simulando e convalidando il cervello del robot e, infine, distribuendo questi cervelli e il software associato sul robot effettivo.
I tre sistemi IA sono:
- Un supercomputer NVIDIA AI, un NVIDIA DGX™ con processori NVIDIA H100 o B100, per l'addestramento di modelli di IA fisica generativa e potenti modelli di base robotici.
- Un computer NVIDIA OVX™ con GPU NVIDIA RTX™ per la generazione di dati sintetici, l'apprendimento robotico e i test in simulazione, con framework di simulazione come NVIDIA Isaac Sim™ e Isaac™ Lab basati su NVIDIA Omniverse™.
- Un computer di esecuzione su robot, come NVIDIA Jetson Thor™, basato sull'architettura Blackwell di NVIDIA, in grado di eseguire inferenze a bassa latenza e ad alto throughput.
NVIDIA Isaac GR00T
NVIDIA Isaac GR00T è una piattaforma di riferimento aperta per robot umanoidi a uso generale, che consente agli sviluppatori di creare, addestrare, testare e distribuire robot basati sull'IA.
Modelli di base robotici
I robot umanoidi hanno bisogno di competenze diverse per varie attività, che tradizionalmente richiedono modelli IA separati e costosi. I modelli di base dei robot risolvono questo problema tramite l'addestramento su dati ampi e lo sviluppo di competenze generalizzabili. Ciò consente ai robot di adattarsi a diverse attività e ambienti.
I modelli di base aperti Isaac GR00T sono ideali per il ragionamento e le competenze generalizzati dei robot umanoidi. Questa soluzione cross-embodiment utilizza input multimodali, tra cui linguaggio e immagini, per eseguire attività di manipolazione in vari ambienti.
Questi modelli sono addestrati su un ampio set di dati umanoidi costituito da dati reali acquisiti, dati sintetici e dati video su scala Internet. Sono inoltre adattabili attraverso il post-addestramento per configurazioni fisiche, attività e ambienti specifici.
I modelli Isaac GR00T possono facilmente generalizzare in attività comuni, come la presa, lo spostamento di oggetti con uno o entrambi i bracci e il trasferimento di oggetti da un braccio all'altro, oppure eseguire attività a più fasi che richiedono un contesto ampio e combinazioni di competenze generali. Queste capacità possono essere applicate in una varietà di casi d'uso, tra cui la gestione dei materiali, l'imballaggio e l'ispezione.
Framework di apprendimento e simulazione robotici
La simulazione è fondamentale per gli sviluppatori al fine di addestrare robot umanoidi in una varietà di ambienti e condizioni fisicamente accurati, prima di distribuirli nel mondo reale.
I framework di apprendimento e simulazione robotica come NVIDIA Isaac Sim e Isaac Lab, basati sulla piattaforma Omniverse, consentono simulazioni fisicamente accurate per l'addestramento e la convalida di più agenti robot umanoidi in parallelo.
Isaac Lab è un framework di apprendimento unificato per robot open source basato su Isaac Sim che può essere utilizzato per l'applicazione di queste tecniche di apprendimento al fine di addestrare una policy di robot. Le politiche robotiche addestrate possono quindi essere convalidate in Isaac Sim, un'applicazione di riferimento per la creazione, la simulazione e i test di umanoidi in ambienti virtuali a base fisica.
La piattaforma di calcolo su robot di nuova generazione
L'hardware dei robot è inoltre fondamentale per l'esecuzione di un insieme di modelli IA multimodali che alimentano umanoidi con le prestazioni, latenza e sicurezza funzionale giuste in diverse condizioni.
NVIDIA Jetson AGX Thor, basato sull'architettura GPU Blackwell di NVIDIA, offre calcolo IA ad alte prestazioni e un nuovo motore di trasformazione. Ciò fornisce la superpotenza IA necessaria all'edge per abilitare la nuova generazione di umanoidi.
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FAQ
I robot umanoidi sono progettati per lavorare in spazi incentrati sull'uomo, eseguendo attività noiose, ripetitive o fisicamente impegnative in fabbriche, magazzini, ospedali e ambienti retail. Nel breve termine, ciò include la gestione dei materiali, il prelievo e il posizionamento degli articoli, la manutenzione delle macchine, l'ispezione di base e l'assistenza ai lavoratori nel sollevamento, nel trasporto o nello spostamento di merci.
Le tecnologie NVIDIA Isaac forniscono uno stack completo per l'addestramento, la simulazione e la distribuzione di "cervelli" robot umanoidi. Ciò include l'accesso ai modelli aperti Isaac GR00T N per il ragionamento generalizzato. Gli sviluppatori possono inoltre sfruttare Isaac Lab, un framework di apprendimento robotico open source, per iterare rapidamente, riutilizzare le competenze nelle varie implementazioni e convalidare le policy in Isaac Sim prima di distribuirle sull'hardware.
La simulazione consente ai team di addestrare e testare umanoidi in digital twin di strutture reali prima di qualsiasi distribuzione fisica, in modo da valutare comportamenti, casi edge e modalità di guasto senza mettere a rischio persone, apparecchiature o robot. Questo approccio sim-first riduce la necessità di costosi prototipi fisici e test in loco su larga scala, contribuendo a rilevare i problemi di integrazione prima e a ridurre i cicli di distribuzione.
La piattaforma NVIDIA è progettata per colmare il divario di dati robotici combinando dimostrazioni limitate del mondo reale con dati sintetici e simulazioni su larga scala. Utilizzando il framework open source Isaac Lab e Isaac Sim, gli sviluppatori possono generare grandi quantità di dati di addestramento fotorealistici. Inoltre, blueprint come GR00T-Dreams utilizzano modelli di base del mondo Cosmos per creare dati di traiettoria sintetici completamente nuovi da semplici istruzioni, aiutando ad avviare le policy senza richiedere enormi set di dati del mondo reale in anticipo.
I robot umanoidi richiedono un potente calcolo integrato per elaborare dati multimodali e garantire la sicurezza funzionale senza fare affidamento sulla connettività cloud. NVIDIA Jetson AGX Thor, basato sull'architettura Blackwell, svolge questo ruolo offrendo le prestazioni IA e la bassa latenza necessarie per eseguire modelli di IA generativa e di base direttamente sul robot. Ciò consente al robot di rilevare, pianificare e agire in modo autonomo in ambienti reali diversi e complessi.
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RTX PRO Server: la migliore piattaforma per l'IA industriale e fisica
NVIDIA RTX PRO Server accelera ogni carico di lavoro di digitalizzazione industriale, simulazione di robot e generazione di dati sintetici.
