製造業
Universal Robots が NVIDIA と協働ロボット開発を高速化
目的
Universal Robots は、NVIDIA Isaac™ プラットフォームで開発した AI Accelerator により、複雑なタスクの処理と動的環境での動作において従来のロボットが抱える制約に対処しています。AI Accelerator により、開発者は協働ロボット (cobot) に高度なビジョン AI 技術を統合でき、リアルタイム物体認識、適応運動制御、継続学習を可能にします。
パートナー
Universal Robots
ユース ケース
ロボティクス
製品
NVIDIA Isaac
NVIDIA Jetson
NVIDIA との協働により、Universal Robots は全く新しいアプリケーション分野を開拓する革新的な性能向上を実現
従来の協働ロボットの制約を突破
2005 年に設立された Universal Robots は、2008 年に安全柵なしで人間と安全に協働できる世界初の商業的に実用可能な協働ロボット UR5 を発売し、産業オートメーションに革命をもたらしました。それ以来、同社は人間と安全に協働するプログラミングが容易な協働ロボットで産業オートメーションの民主化を実現してきました。
今日の多品種少量生産ラインでは、動的環境で知能的に認識し、適応し、行動できる協働ロボットが必要です。これは従来の協働ロボットプログラミングでは実現できない機能でした。労働力不足がオートメーションと産業 AI の需要を押し上げる中、Universal Robots は現在の AI 機能と進化する産業ロボット展開ニーズとの間のギャップを埋めるソリューションの構築を目指しました。
NVIDIA との AI Accelerator 構築
Universal Robots は、ロボットが環境を認識し相互作用し、これまでの静的な機能では解決できなかった複雑な問題を解決できるフィジカル AI 開発プラットフォームである AI Accelerator を導入することで、これらの課題に対処しました。AI Accelerator は、初期の GPU コンピューティングから今日のエッジ AI プラットフォームまでの進化にわたる Universal Robots と NVIDIA の 8 年間の協働の成果です。
AI 搭載ロボットの構築、シミュレーション、展開のための包括的スイートである NVIDIA Isaac™ ロボティクス プラットフォームの成熟度は、Universal Robots チームの関心を即座に引き、協働を活発な共同プログラムへと急速に発展させました。NVIDIA Isaac プラットフォームは、NVIDIA® CUDA® 高速化ライブラリ、高度なアプリケーションフレームワーク、事前学習 AI モデルを統合し、現代ロボティクスの堅牢な基盤を提供します。NVIDIA Isaac は、ロボットシミュレーションとロボット学習を促進し、ヒューマノイド ロボット開発と適応性のある産業協働ロボットでの画期的進歩を含む次世代インテリジェント オートメーションを実現します。
Universal Robots は、AI モデルやライブラリなど Isaac プラットフォームの主要コンポーネントを NVIDIA Jetson AGX™ を搭載した AI Accelerator ソリューションに統合しました。これにより、新しい UR15 を含む Universal Robots の e-Series と UR Series 協働ロボット全体に展開される産業グレードの AI 対応プラットフォームが誕生しました。
技術アーキテクチャとエコシステムへの影響
Universal Robots AI Accelerator の中核となる利点は次の通りです。
- NVIDIA cuMotion、FoundationPose、FoundationStereo を含む高度な認識とモーション プランニングのための NVIDIA Isaac Manipulator
- ROS 2.0 環境での高速化のための NVIDIA Isaac Transport for ROS (NITROS)
- クラウド依存なしで低遅延/高精度エッジ AI を実現する NVIDIA Jetson AGX Orin™
- API ファースト開発戦略と完全な ROS 2.0 サポートを備えた PolyScope X
AI Accelerator により、協働ロボットは非構造化環境で動作し、これまで高価なカスタム システムでのみ実現可能だった適応タスクを実行できます。
このプラットフォームは、3D Infotech、T-Robotics、AICA、Acumino、Groundlight を含む AI に焦点を当てたパートナーの拡大するエコシステムを惹きつけ、自動車から食品・飲料まで幅広い業界で現在ソリューションを展開しています。
AI Accelerator の技術アーキテクチャは、性能を犠牲にすることなくエッジ AI を産業化する方法を実証しています。組み込み NVIDIA Jetson Orin はリアルタイム AI 推論に必要な計算能力を提供し、Isaac ROS ライブラリはモジュラーで本番環境対応のコンポーネントを提供します。
システムはまた、クラウドに依存することなく密集した産業設備向けに低遅延/高精度エッジ AI を提供します。これは接続性、遅延、データ セキュリティを懸念する製造業者にとって重要な利点です。
プラットフォームの ROS 2 基盤は開発と展開を高速化し、モジュラー設計を可能にし、システムの応答性を決定する重要な認識から制御への引き渡しを改善します。この技術的アプローチにより、低レベルの AI 実装ではなくアプリケーション ロジックに集中できます。
Universal Robots
シミュレーションから実環境へのギャップを橋渡し
従来のロボット組み立てシステムは動的な産業環境での適応性に苦労し、新しい部品や構成のために大幅な手動再プログラミングが必要でした。NVIDIA Isaac Lab と Isaac ROS を使用して、Universal Robots は強化学習トレーニングと実環境実行のためのシミュレーションから実環境へのワークフローを提供しました。システムは Isaac Lab の物理的に正確なシミュレーションとドメインのランダム化を組み合わせて、ギア把持、輸送、挿入の強化学習ポリシーを訓練します。
ロボット ポリシーは完全にシミュレーションで訓練されるため、実環境での微調整なしにランダムな初期姿勢から複数のギアを成功的に組み立てることができます。合成データ、ドメインのランダム化、NVIDIA IndustReal アルゴリズムとツールを使用することで、Universal Robots はシミュレーションから実環境へのギャップを克服し、ロボット ポリシーがギア シーケンスと空間変動にシームレスに適応できるようにします。手動再プログラミングの必要性を排除することで、Universal Robots は接触が多いアプリケーションの展開コストを削減することもできます。
詳細は技術ブログ「産業用ロボット組み立てアプリケーションにおけるシミュレーションから実環境へのギャップを橋渡し」をご覧ください。
協働ロボットの市場投入時間を高速化
Universal Robots と NVIDIA の協働は、確立された産業企業が中核価値提案を維持しながら最先端 AI 技術を成功的に統合する方法を実証しています。高度な AI 機能をアクセスしやすいプラットフォームにパッケージ化することで、AI Accelerator はあらゆる規模の企業が専門的な AI 知識を必要とせずにインテリジェント オートメーションを展開できるようにします。
このソリューションは、これまで不可能だったアプリケーションから新しい収益源を生み出し、AI に焦点を当てたパートナーを Universal Robots のエコシステムに引き寄せ、AI アプリケーション向けの優先協働ロボット プラットフォームとしての同社の地位を確固たるものにしました。
将来を見据える
Universal Robots は、Isaac ROS を通じて新しい AI モデルと CUDA 高速化ライブラリを活用し、次世代の AI 開発者を取り込みながら、グローバル顧客向けのアプリケーション特化型ソリューションを開発しています。
NVIDIA と Universal Robots は、高度な AI 機能を世界中の工場に導入するためのスケーラブルなアプローチにコミットしています。AI Accelerator は、協働ロボティクスを定義する人間とロボットの協働の容易さを維持しながら、製造業者により大きな柔軟性と効率性への実用的な道筋を提供します。
「AI Accelerator により、パートナーが AI 搭載協働ロボット ソリューションをより迅速かつ柔軟に市場に投入できるよう支援しています。その結果、幅広いアプリケーションで実世界のニーズを満たし、エンドカスタマーにより迅速な投資回収を提供する、よりスマートで適応性のあるオートメーションが実現されています。」
Ujjwal Kumar 氏
Teradyne Robotics、グループ社長
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