GPU加速运算：Nvidia降低工厂自动化应用门槛推出Isaac开发套件同时提供训练机器人的模拟环境

在工厂自动化的应用上，企业想要发展出较有较多自主能力的机器人并不容易，Nvidia提供了支援这类用途的软体开发套件，名为Isaac，当中提供了模拟环境，我们可在这个虚拟世界当中，训练与教导机器人学会指定的技能。

对于製造业、物流业等产业而言，如果想发展AI，所需要的不只是基于电脑视觉辨识的瑕疵检测，也期盼能够扩大应用範围，减轻产线的人力负担，因此，有不少业者积极发展各种机器人（Robotic）的AI技术。

以Nvidia而言，他们发展出一套专属的应用程式框架，称为Isaac，可横跨整个流程来提供自动化处理，当中包含了几个要件，分别是：虚拟实境Isaac Sim、机器人软体堆叠Isaac SDK，以及执行软体的电脑与伺服器端EGX。而且，有了上层控制机器人的Isaac堆叠，以及5G无线宽频通讯环境，Nvidia认为，企业能以此来打造先进而自动化的未来工厂。

当中最令人眼睛为之一亮的应用，莫过于Isaac Sim，Nvidia创办人暨执行长黄仁勋在今年5月的GTC大会上特别提出说明。他说，Isaac Sim是遵循现实物理定律、可呈现逼真影像的虚拟实境，在这个场域，机器人会以为置身于实体的世界，而开发人员也能透过这个模拟环境来教导它学会、提升各种技能，一旦机器人的训练模型开发完成，就能将其执行在Nvidia EGX电脑或伺服器平台，执行Isaac软体堆叠。

而这个Isaac软体堆叠，包含了感测模型，以及地理位置定位、接合（articulation）、导览等多种模型。在这样的架构当中，我们可经由5G网路串流的方式，控制一群机器人，并在相当低的连线延迟之下，接收各种感测资讯，并且执行处理、感测、推理、动作，以及传送动作指令。

不过，用模拟环境来训练机器人AI，真的可行吗？Nvidia在当时宣布德国汽车大厂BMW选用Isaac机器人平台，以此建构他们的未来工厂。

这样的导入的确是重大挑战，因为该公司生产的车辆有40款机型，每天要提供数百种选项，而在生产流程当中，BMW会从近2千个供应商，将3千万种部位零件输入他们的厂区，他们在全球有30座工厂进行组装，每座工厂平均每56秒就要完成一部车的组装。当这3千万种部位进厂后，会即时送至工作区，由技师们将这些部件组装成车，随后，部件所在的空箱会被移走，装有部件的新箱又会进来，而在每个步骤中，机器人都可以涉入，协助分离、捡取、置放、传出、把空的部份捡出。

对于这样的自动化处理，黄仁勋盛讚：「这真是一种物流奇蹟，也是当前自动化工厂面临的重大挑战之一，而这就是未来」他甚至大胆预言会因此而能形成一种新的工厂运作型态，他说：「我们可将整座工厂设计成单一机器人」，以此来支援大量生产、客製调整需求，若要实现这样的理想，他认为，能否善用人工智慧与机器人将是关键。

到了10月举行的GTC大会，黄仁勋同样以Isaac Sim的模拟应用进展，作为主要强调的特色。在这样的模拟环境当中，能够收集大量不同的物件、周围环境，以及各种情况的资料，以便提供具有无穷变化的环境与运作情境，而能训练机器人的能力，并验证其能耐。

Isaac Sim也可搭配上述的Omniverse协同设计与模拟平台使用。黄仁勋提到，Isaac Sim是在Omniverse构建出来的，能让我们在这个模拟真实的环境当中进行机器人的设计与训练，当中可汇入Pixar主导的3D图形资料交换框架USD，以及机器人作业系统组织（ROS）主导的机器人叙述统一格式（Unified Robot Description Format，URDF）的档案。而在URDF当中，可描述机器人的型号、感测器、场景。

随后，黄仁勋以多支影片展示他们与BMW合作建立的模拟平台，是基于Isaac Sim而成，可用来设计、模拟、维运BMW所要建构的未来工厂。里面的机器人会执行Isaac软体堆叠，并且与即时模拟的工厂环境、其他代理程式之间，进行各种互动，此时，可做到自动导航、障碍物迴避、作业安全（附近有人时会避开）、多个机器人并用的任务同步，也可搭配3D景深摄影机，进行互动式机器人动作指导（例如，机器人可根据侦测到现场作业人员的手势而调整其动作位置），此外，我们可编辑「运算图形物件（模拟的机器人本体）」，透过Isaac提供的图形操作介面来调整各种选项与连接关係，来帮机器人增添新的技能。

在工厂自动化的应用上，企业想要发展出较有较多自主能力的机器人并不容易，Nvidia提供了支援这类用途的软体开发套件，名为Isaac，当中提供了模拟环境，我们可在这个虚拟世界当中，训练与教导机器人学会指定的技能。

在边缘运算与物联网应用领域，Nvidia发表了EGX AI平台（他们在2019年5月底推出EGX平台，同年10月发表EGX Edge Supercomputing Platform）。

就硬体的部份而言，EGX目前涵盖Jetson系列单板电脑，以及通过Nvidia认证的伺服器，系统软体则是搭配Nvidia发展的EGX Stack，今年10月Nvidia在EGX AI平台当中，增添了SaaS型态的云端管理平台Fleet Command，并且宣布开放先期试用，这套云端服务能协助企业简化边缘运算伺服器AI应用程式的部署与安全控管作业。