NVIDIA打造Isaac AMR平臺(tái)，助力10萬(wàn)億美元物流業(yè)發(fā)展

DeepMap、Metropolis和ReOpt提高自主移動(dòng)機(jī)器人的性能。預(yù)計(jì)到2025年自主移動(dòng)機(jī)器人的部署地點(diǎn)將增加近6倍。

制造和訂單配送運(yùn)營(yíng)中心異常復(fù)雜。每當(dāng)有新的耳機(jī)或襪子在幾個(gè)小時(shí)內(nèi)送到您的家門(mén)口，或者車(chē)輛駛離裝配線，就代表著AI正在助力物流發(fā)展。

機(jī)器人可以駛過(guò)數(shù)英里的過(guò)道，拿起數(shù)百萬(wàn)件產(chǎn)品，為搬運(yùn)團(tuán)隊(duì)提供幫助。如此龐大的設(shè)施一直在發(fā)生變化，但障礙永遠(yuǎn)存在。

NVIDIA Isaac自主移動(dòng)機(jī)器人（AMR）平臺(tái)可以?xún)?yōu)化運(yùn)營(yíng)效率并加速AMR的部署。Isaac AMR擴(kuò)展了NVIDIA Isaac的機(jī)器人應(yīng)用構(gòu)建和部署能力，將地圖繪制、現(xiàn)場(chǎng)分析和機(jī)器人優(yōu)化引入NVIDIA EGX服務(wù)器。

此類(lèi)工業(yè)設(shè)施的面積可以像城市街區(qū)或體育場(chǎng)一樣大。為了滿足當(dāng)下的產(chǎn)品需求，它們不斷地被重新配置或擴(kuò)大規(guī)模，因此需要同步進(jìn)行自主機(jī)器人的路徑規(guī)劃和路線變更。

在工業(yè)規(guī)模上，即使是小規(guī)模的路線優(yōu)化，也能為價(jià)值10萬(wàn)億美元的物流業(yè)節(jié)省數(shù)十億美元。

根據(jù)Interact Analysis的預(yù)測(cè)，到2025年，自主移動(dòng)機(jī)器人部署的地點(diǎn)將從2020年的9000個(gè)增加到5.3萬(wàn)個(gè)。同時(shí)，在工人短缺和疫情限制的情況下，供應(yīng)鏈難以跟上日益增長(zhǎng)的電子商務(wù)。

其中的障礙之一是快速、自主開(kāi)發(fā)高精度機(jī)器人地圖的能力。這些地圖需要隨著業(yè)務(wù)的擴(kuò)大或變化而持續(xù)更新。而為了提高運(yùn)營(yíng)效率，最重要的是提高移動(dòng)機(jī)器人對(duì)變化環(huán)境的態(tài)勢(shì)感知并不斷重新優(yōu)化路線，同時(shí)通過(guò)模擬來(lái)開(kāi)發(fā)新的技能組合。

Isaac AMR是NVIDIA多年產(chǎn)品研究和開(kāi)發(fā)的成果。該框架可在NVIDIA NGC軟件中心上和NVIDIA Omniverse平臺(tái)內(nèi)使用，最初只提供Metropolis和ReOpt，不久之后開(kāi)始提供DeepMap和更多的NVIDIA技術(shù)。

使用Isaac AMR擴(kuò)大運(yùn)營(yíng)規(guī)模

用于制造和履行訂單的自主移動(dòng)機(jī)器人所面臨的AI和計(jì)算挑戰(zhàn)與自動(dòng)駕駛汽車(chē)所面臨的挑戰(zhàn)并沒(méi)有什么不同。

機(jī)器人必須避開(kāi)障礙物和人并且需要到達(dá)目的地。由GPU加速算法驅(qū)動(dòng)的數(shù)千個(gè)傳感器，幫助自主機(jī)器人在不斷變化的工業(yè)工作流程中，實(shí)時(shí)尋找多個(gè)目的地之間的最短路徑。

Isaac AMR平臺(tái)使用NVIDIA Omniverse為將要部署AMR的設(shè)施創(chuàng)建數(shù)字孿生。NVIDIA Isaac Sim（建立在Omniverse的基礎(chǔ)上）通過(guò)高清物理學(xué)和感知來(lái)模擬數(shù)字孿生中的機(jī)器人、人類(lèi)和其他機(jī)器的行為。它還能夠生成用于訓(xùn)練AI模型的合成數(shù)據(jù)。

Isaac AMR由GPU加速AI技術(shù)和SDK組成，包括DeepMap、ReOpt和Metropolis。這些技術(shù)通過(guò)NVIDIA Fleet Command進(jìn)行安全協(xié)調(diào)和云端交付。

DeepMap推動(dòng)地圖繪制技術(shù)的發(fā)展

NVIDIA對(duì)DeepMap的近期收購(gòu)也為AMR行業(yè)帶來(lái)了自動(dòng)駕駛汽車(chē)地圖繪制技術(shù)的進(jìn)步。

部署AMR的地點(diǎn)可以訪問(wèn)DeepMap平臺(tái)的云端SDK，這有助于將機(jī)器人大型設(shè)施地圖繪制的時(shí)間從幾周加快到幾天，同時(shí)達(dá)到厘米級(jí)精度。

DeepMap更新客戶(hù)端使機(jī)器人地圖能夠根據(jù)需要頻繁進(jìn)行實(shí)時(shí)更新。DeepMap SDK通過(guò)增加語(yǔ)義理解為地圖提供智能層，使機(jī)器人可以識(shí)別像素所代表的對(duì)象，并知道它們是否可以單向移動(dòng)。該SDK還能夠解決室內(nèi)和室外的地圖構(gòu)建問(wèn)題。

作為Isaac AMR平臺(tái)的一部分，NVIDIA DeepMap可與Metropolis、ReOpt、Isaac Sim via Omniverse等其他組件集成。

圖1. 正在運(yùn)行的NVIDIA Isaac AMR。該圖像是由點(diǎn)云生成的體元柵格，而不是來(lái)自攝像機(jī)的數(shù)據(jù)，因此非常稀疏，所以才有模糊不清的感覺(jué)。

NVIDIA Metropolis提升實(shí)時(shí)態(tài)勢(shì)感知

這些環(huán)境所需要的不僅僅是地圖繪制。AMR上的先進(jìn)傳感器有時(shí)不足以確保安全和高效的運(yùn)行。

NVIDIA Metropolis視頻分析平臺(tái)通過(guò)訪問(wèn)部署在整個(gè)工廠車(chē)間或倉(cāng)庫(kù)樓層的攝像機(jī)和傳感器，滿足更高水平的實(shí)時(shí)“從外至內(nèi)”感知需求。

通過(guò)Metropolis，AMR可以訪問(wèn)更多的工廠車(chē)間態(tài)勢(shì)感知層，因此可以避開(kāi)高度擁擠的區(qū)域、消除盲點(diǎn)并且增強(qiáng)對(duì)人員和其他AMR的可視性。此外，Metropolis的預(yù)訓(xùn)練模型可以事先根據(jù)特定地點(diǎn)需求進(jìn)行自定義。

ReOpt庫(kù)改變物流行業(yè)

NVIDIA ReOpt AI軟件庫(kù)能夠?qū)崟r(shí)優(yōu)化車(chē)輛路線規(guī)劃和物流，因此可應(yīng)用于AMR群。

在確定適合大型復(fù)雜環(huán)境部署的最佳AMR群規(guī)模時(shí)，需要考慮許多因素，包括機(jī)器人速度、電池續(xù)航時(shí)間、運(yùn)輸尺寸和重量以及設(shè)施布局。

企業(yè)可以通過(guò)NVIDIA ReOpt（使用Isaac Sim）模擬多種AMR互動(dòng)并且可以在倉(cāng)庫(kù)等環(huán)境的數(shù)字孿生中快速、準(zhǔn)確地進(jìn)行這些互動(dòng)。當(dāng)情況發(fā)生變化時(shí)，還可以在將機(jī)器人部署生產(chǎn)之前實(shí)現(xiàn)這些互動(dòng)，從而節(jié)省時(shí)間和成本。

在部署后，就必須通過(guò)不斷重新優(yōu)化路線來(lái)實(shí)現(xiàn)最大運(yùn)營(yíng)效率。NVIDIA ReOpt可以基于許多約束條件，為各種不同AMR所組成的機(jī)器人群組反復(fù)優(yōu)化路線。

將AMR部署到生產(chǎn)中

Isaac AMR平臺(tái)可在NVIDIA EGX服務(wù)器上使用，通過(guò)提供完整的工業(yè)和人類(lèi)機(jī)器人模擬構(gòu)建和路線優(yōu)化路徑來(lái)推動(dòng)AI物流的發(fā)展。

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圖2. NVIDIA Isaac AMR平臺(tái)專(zhuān)為企業(yè)級(jí)和云就緒打造?？梢酝ㄟ^(guò)NVIDIA Fleet Command在EGX服務(wù)器上安全部署和管理Isaac AMR平臺(tái)中的各種NVIDIA技術(shù)。
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