發(fā)那科近日宣布進(jìn)一步加強(qiáng)與英偉達(dá)開放式機(jī)器人仿真參考框架Nvidia Isaac Sim的集成，將其與發(fā)那科機(jī)器人仿真軟件RoboGuide深度整合，實(shí)現(xiàn)虛擬工廠中的直觀操作，并構(gòu)建高精度、無縫銜接的數(shù)字孿生系統(tǒng)。

在去年12月于東京舉辦的國際機(jī)器人展覽會(huì)上，發(fā)那科展示了一項(xiàng)技術(shù)——將RoboGuide中創(chuàng)建的機(jī)器人運(yùn)動(dòng)仿真導(dǎo)入Nvidia Isaac Sim，利用與真實(shí)機(jī)器人相同的控制算法，在虛擬環(huán)境中精確還原運(yùn)動(dòng)軌跡與節(jié)拍時(shí)間。

此次發(fā)那科正式宣布，隨著集成能力的進(jìn)一步增強(qiáng)，兩套系統(tǒng)的協(xié)同更加緊密，為機(jī)器人測(cè)試與虛擬調(diào)試提供了更具實(shí)用價(jià)值和更高效率的仿真環(huán)境。

兩種集成模式

第一種集成模式以Nvidia Isaac Sim為主界面，RoboGuide在后臺(tái)運(yùn)行，確保虛擬空間中機(jī)器人行為的準(zhǔn)確性。RoboGuide與Isaac Sim實(shí)現(xiàn)緊密集成，保持持續(xù)的直接通信。

在這一全新環(huán)境下，用戶可通過連接至RoboGuide的虛擬或?qū)嶓w示教器，以與操作真實(shí)機(jī)器人相同的方式，在Isaac Sim中實(shí)時(shí)直觀地控制機(jī)器人。

用戶可在Isaac Sim內(nèi)直接執(zhí)行點(diǎn)動(dòng)操作、示教機(jī)器人程序、運(yùn)行程序并驗(yàn)證結(jié)果，從而在GPU加速的物理精確傳感器與環(huán)境仿真中，高效開展機(jī)器人安裝前的預(yù)研與工藝設(shè)計(jì)工作。

通過進(jìn)一步整合Nvidia Isaac Lab開放式機(jī)器人學(xué)習(xí)框架與Nvidia Omniverse庫，以往難以仿真的復(fù)雜任務(wù)——例如處理線纜等柔性部件或執(zhí)行插入與裝配操作——如今均可實(shí)現(xiàn)高精度模擬。

在Isaac Sim中運(yùn)行的機(jī)器人，借助與RoboGuide的集成，能夠保持與真實(shí)機(jī)器相同的運(yùn)動(dòng)軌跡和節(jié)拍時(shí)間，有效消除仿真與現(xiàn)實(shí)之間的差距。

此外，該聯(lián)合環(huán)境還支持強(qiáng)化學(xué)習(xí)與模仿學(xué)習(xí)，加速物理AI系統(tǒng)的評(píng)估與部署。

第二種集成模式以RoboGuide為主界面，由Nvidia PhysX物理引擎在后臺(tái)提供高級(jí)仿真支持。

借助這一增強(qiáng)功能，RoboGuide現(xiàn)已接入PhysX，能夠?qū)Υ饲半y以仿真的復(fù)雜任務(wù)（如料箱揀選）進(jìn)行精確模擬。

系統(tǒng)可通過基于物理的建模，對(duì)隨機(jī)堆放的零件進(jìn)行真實(shí)還原，同時(shí)RoboGuide的3D視覺系統(tǒng)識(shí)別零件位置，引導(dǎo)機(jī)器人完成揀選與放置操作。

真實(shí)工況下的場(chǎng)景——例如機(jī)器人無法取出某個(gè)特定零件時(shí)自動(dòng)切換備選方案——均可在虛擬環(huán)境中完整復(fù)現(xiàn)。

這一進(jìn)展使用戶能夠在虛擬環(huán)境中完成料箱揀選系統(tǒng)的可行性驗(yàn)證，無需再依賴大量實(shí)物進(jìn)行反復(fù)試錯(cuò)。結(jié)合Nvidia PhysX的加持，RoboGuide大幅提升了料箱揀選系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與部署效率，而這一過程此前往往需要耗費(fèi)大量時(shí)間與現(xiàn)場(chǎng)專業(yè)技術(shù)支持。

雙臂協(xié)作機(jī)器人折疊T恤演示

在本屆開放日展會(huì)上，發(fā)那科將展示一套由兩臺(tái)CRX協(xié)作機(jī)器人組成的雙臂系統(tǒng)，該系統(tǒng)基于英偉達(dá)開放式機(jī)器人基礎(chǔ)模型Nvidia Isaac GR00T N，通過模仿學(xué)習(xí)完成柔性物體（T恤）的折疊任務(wù)。

折疊T恤等柔性物體需要機(jī)器人根據(jù)物體形態(tài)的持續(xù)變化不斷調(diào)整運(yùn)動(dòng)，僅憑傳統(tǒng)的示教回放或基于視覺的路徑補(bǔ)償難以實(shí)現(xiàn)。

在此次演示中，操作人員使用CRX機(jī)器人執(zhí)行折疊任務(wù)，系統(tǒng)通過模仿學(xué)習(xí)從示范操作中習(xí)得技能。雙臂CRX系統(tǒng)經(jīng)過訓(xùn)練后，能夠復(fù)現(xiàn)任務(wù)并掌握完成折疊過程所需的技術(shù)動(dòng)作。

借助模仿學(xué)習(xí)實(shí)時(shí)生成的運(yùn)動(dòng)指令，CRX機(jī)器人在通過攝像頭對(duì)物體進(jìn)行視覺識(shí)別的同時(shí)，自主完成T恤折疊操作。以往，基于模仿學(xué)習(xí)生成的機(jī)器人動(dòng)作往往存在分段性和抖動(dòng)感。通過將發(fā)那科先進(jìn)的運(yùn)動(dòng)控制技術(shù)與Nvidia GR00T N模型相結(jié)合，系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了流暢、連續(xù)的動(dòng)作輸出。參觀者可現(xiàn)場(chǎng)體驗(yàn)雙臂機(jī)器人實(shí)時(shí)自主折疊T恤的全程演示。

搭載Jetson Thor的升級(jí)版避障機(jī)器人

在去年東京國際機(jī)器人展覽會(huì)上，發(fā)那科基于發(fā)那科機(jī)器人開放平臺(tái)推出了一款"可主動(dòng)避讓人類的AI機(jī)器人"。目前，該系統(tǒng)已完成升級(jí)，搭載了英偉達(dá)最新機(jī)器人計(jì)算平臺(tái)Nvidia Jetson Thor。

通過將Nvidia Jetson AGX Orin模塊替換為Jetson T5000模塊，系統(tǒng)AI算力提升超過7.5倍。在展會(huì)現(xiàn)場(chǎng)，參觀者可體驗(yàn)這款依托Jetson Thor強(qiáng)大性能、能夠更快速、更流暢地規(guī)避人員運(yùn)動(dòng)的機(jī)器人系統(tǒng)。

五月新品展覽會(huì)精彩預(yù)告

在即將于五月舉辦的發(fā)那科新品展覽會(huì)上，參觀者將有機(jī)會(huì)親身體驗(yàn)：機(jī)器人在虛擬空間中的實(shí)時(shí)操控、高精度仿真模擬、基于Nvidia PhysX的物理仿真演示、基于英偉達(dá)機(jī)器人基礎(chǔ)模型訓(xùn)練的雙臂機(jī)器人模仿學(xué)習(xí)演示，以及搭載英偉達(dá)最新邊緣計(jì)算平臺(tái)的協(xié)作機(jī)器人系統(tǒng)。

Q&A

Q1：發(fā)那科與英偉達(dá)的集成有哪兩種模式？分別有什么特點(diǎn)？

A：第一種模式以Nvidia Isaac Sim為主界面，RoboGuide在后臺(tái)運(yùn)行，用戶可通過示教器實(shí)時(shí)操控虛擬機(jī)器人，支持模仿學(xué)習(xí)與強(qiáng)化學(xué)習(xí)，消除仿真與現(xiàn)實(shí)的差距。第二種模式以RoboGuide為主界面，后臺(tái)接入Nvidia PhysX物理引擎，能夠精確仿真料箱揀選等復(fù)雜任務(wù)，用戶可在虛擬環(huán)境中完成可行性驗(yàn)證，無需大量實(shí)物試錯(cuò)。

Q2：雙臂CRX協(xié)作機(jī)器人是如何學(xué)會(huì)折疊T恤的？

A：系統(tǒng)采用模仿學(xué)習(xí)方式，由操作人員先使用CRX機(jī)器人進(jìn)行折疊示范，系統(tǒng)從中習(xí)得技能并加以復(fù)現(xiàn)。結(jié)合發(fā)那科的運(yùn)動(dòng)控制技術(shù)與Nvidia Isaac GR00T N基礎(chǔ)模型，機(jī)器人能夠?qū)崟r(shí)生成流暢連續(xù)的動(dòng)作，通過攝像頭視覺識(shí)別T恤形態(tài)，自主完成折疊任務(wù)，解決了傳統(tǒng)方法難以應(yīng)對(duì)柔性物體形態(tài)變化的難題。

Q3：升級(jí)后的避障機(jī)器人相比之前有哪些提升？

A：發(fā)那科將機(jī)器人的計(jì)算模塊從Nvidia Jetson AGX Orin升級(jí)為Jetson T5000，AI算力提升超過7.5倍。升級(jí)后的機(jī)器人能夠更快速、更流暢地感知并規(guī)避人員運(yùn)動(dòng)，在安全協(xié)作方面表現(xiàn)更為出色，參觀者可在展會(huì)現(xiàn)場(chǎng)直接體驗(yàn)其實(shí)時(shí)避障能力。