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2025
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物理AI新突破：NVIDIA Omniverse推動AI感知生成到計劃決策
得益于持續(xù)的技術(shù)創(chuàng)新和豐富的算力支持，AI應(yīng)用正以前所未有的速度改變著我們的生活和工作方式，為各行業(yè)帶來了巨大的發(fā)展機遇。
從理解圖像、文字和聲音的感知式AI，到創(chuàng)造文本、圖像和聲音的生成式AI，如今我們已經(jīng)邁向了運行、推理、計劃和行動的物理AI時代。
從應(yīng)用場景看，物理AI能夠讓智能機器在真實物理世界中感知、理解和執(zhí)行復(fù)雜操作，它擴展了傳統(tǒng)的生成式AI，使其能夠理解數(shù)字世界的空間關(guān)系和物理行為，讓人工智能反饋的內(nèi)容符合物理規(guī)律。以制造業(yè)應(yīng)用為例，智能倉儲機器人能夠通過數(shù)字孿生，在倉庫中借助物理AI完成路徑優(yōu)化，提高物流的效率。
這其中，NVIDIA Omniverse基于OpenUSD（Universal Scene Description，通用場景描述）通用、實時、可互操作的特性，
能夠快速完成對工業(yè)資產(chǎn)、流程或環(huán)境的全面數(shù)字孿生
，為用戶創(chuàng)造一個實時、協(xié)作、共享的沉浸式數(shù)字世界，進行諸如工廠設(shè)計仿真、自動駕駛測試等工作。通過多個生成式AI模型和藍圖，并與NVIDIA新推出的Cosmos世界基礎(chǔ)模型進行融合，NVIDIA Omniverse進一步擴展了物理AI應(yīng)用場景，正在成為工業(yè)AI全面深化應(yīng)用的新引擎。
基于Omniverse平臺在數(shù)字孿生環(huán)境中對工業(yè)機器人進行仿真測試
Omniverse吹響物理AI應(yīng)用“集結(jié)號”
與數(shù)字孿生相同，構(gòu)建數(shù)字模型是企業(yè)物理AI應(yīng)用中不可或缺的環(huán)節(jié)。由于基于數(shù)字孿生技術(shù)的建模與仿真不再是離線的、獨立的、特定階段存在的，而是可以與真實世界建立永久、實時、交互的鏈接。因此，構(gòu)建實時物理數(shù)字孿生系統(tǒng)需要兩項基本功能：
實時物理求解器的性能與大規(guī)模數(shù)據(jù)集的實時可視化。
一方面，NVIDIA Omniverse平臺能夠借助OpenUSD的通用語言，去完成多種工具和異構(gòu)數(shù)據(jù)的整合，使不同職能部門的設(shè)計師和工程團隊共同進行研發(fā)、測試、調(diào)整和分享，極大地節(jié)約時間和成本；另一方面，NVIDIA憑借自身CUDA運算、實時光線追蹤RTX等技術(shù)能力，為Omniverse平臺賦予了物理級的準(zhǔn)確性，幫助用戶訓(xùn)練和部署模型以生成流暢的NVIDIA Modulus物理AI框架，加快AI模型的準(zhǔn)備、訓(xùn)練、部署以及運行推理進程。
例如通過新發(fā)布的NVIDIA Edify SimReady生成式AI模型，可以自動為現(xiàn)有3D資產(chǎn)添加物理效果或材質(zhì)等屬性，使開發(fā)者能在幾分鐘內(nèi)處理1000個3D對象，無需像以前一樣花費40多個小時手動處理。此外，通過融合新
推出的生成式世界基礎(chǔ)模型Cosmos
，包括Cosmos Tokenizer（高級分詞器）、NeMo Curator（加速視頻處理管道）等技術(shù)應(yīng)用，能夠幫助AI理解物理世界，為相關(guān)的3D處理等提供重要支持。其高效處理和轉(zhuǎn)化數(shù)據(jù)的技術(shù)，使得在短時間內(nèi)對海量視頻數(shù)據(jù)進行處理成為可能，極大提高了模型訓(xùn)練的效率。
得益于Omniverse平臺提供的復(fù)雜環(huán)境實時模擬，制造企業(yè)可以讓機器人模擬各種物理特性，在虛擬環(huán)境中進行導(dǎo)航、抓取等任務(wù)訓(xùn)練，使經(jīng)驗更貼近真實世界，效率更高。此外，各種工業(yè)設(shè)施的數(shù)字孿生創(chuàng)立，也有助于模擬生產(chǎn)流程、測試設(shè)備性能、優(yōu)化布局設(shè)計等。
加速工業(yè)和機器人工作流的“助推器”
從Omniverse平臺發(fā)布之日起，NVIDIA就在持續(xù)優(yōu)化并拓展其API的接口能力，包括加速地理空間數(shù)據(jù)模型、度量組件、SimReady、OpenUSD規(guī)范等。例如針對上層應(yīng)用，Omniverse提供了Omniverse Nucleus（便捷的數(shù)據(jù)庫和協(xié)作引擎）、Omniverse Connector（實現(xiàn)各種軟件應(yīng)用互連的連接器）、Omniverse KIT（基于微服務(wù)的自定義SDK開發(fā)）等核心組件。
在2024春季GTC大會期間，NVIDIA發(fā)布了五個全新的Omniverse Cloud API（應(yīng)用編程接口）
，使用戶能夠更加輕松地將Omniverse的核心技術(shù)直接集成到現(xiàn)有的數(shù)字孿生設(shè)計與自動化軟件應(yīng)用中，或是集成到用于測試和驗證機器人或自動駕駛汽車等自主機器的仿真工作流中。
2024年11月，NVIDIA推出了Omniverse Blueprint藍圖，促使行業(yè)軟件開發(fā)商可以幫助航空航天、汽車、制造、能源等行業(yè)的計算機輔助工程（CAE）客戶創(chuàng)建具有實時交互性的數(shù)字孿生。
在前不久的CES展上，NVIDIA發(fā)布了另外四個新藍圖，使開發(fā)者能夠更加輕松地構(gòu)建基于通用場景描述（OpenUSD）的Omniverse物理AI數(shù)字孿生。
這四個藍圖分別是：
●
Mega
：由Omniverse Sensor RTX API驅(qū)動，用于在部署到真實設(shè)施中前，先在工廠或倉庫的數(shù)字孿生中大規(guī)模開發(fā)和測試機器人集群。
●自動駕駛汽車仿真
：同樣由Omniverse Sensor RTX API驅(qū)動，使自動駕駛汽車開發(fā)者能夠播放駕駛數(shù)據(jù)、生成新的基準(zhǔn)真實數(shù)據(jù)并執(zhí)行閉環(huán)測試，從而加快開發(fā)流水線。
●
Omniverse Apple Vision Pro空間流式傳輸
：幫助開發(fā)者創(chuàng)建將大型工業(yè)數(shù)字孿生以沉浸式流的形式傳輸?shù)紸pple Vision Pro的應(yīng)用。
●
適用于計算機輔助工程（CAE）的實時數(shù)字孿生
：基于NVIDIA CUDA-X加速庫、物理AI庫和Omniverse庫構(gòu)建的實時物理可視化參考工作流。
匯聚生態(tài)之力拓展物理AI應(yīng)用場景
目前，全球軟件開發(fā)和專業(yè)服務(wù)領(lǐng)域的領(lǐng)先企業(yè)正在使用Omniverse開發(fā)新的產(chǎn)品和服務(wù)，加快工業(yè)AI新時代的到來。西門子在CES展會上宣布推出了首個由NVIDIA Omniverse庫驅(qū)動的西門子Xcelerator應(yīng)用——數(shù)字現(xiàn)實查看器（Teamcenter Digital Reality Viewer）。該查看器將大規(guī)模、基于物理的可視化功能直接引入產(chǎn)品生命周期管理（PLM）系統(tǒng)，幫助團隊在安全的數(shù)字孿生環(huán)境中使用實時3D數(shù)據(jù)進行協(xié)作，從而減少錯誤和數(shù)據(jù)差異，簡化作業(yè)與決策流程。
Cadence
在其Reality Digital Twin數(shù)據(jù)中心數(shù)字孿生平臺中使用了Omniverse庫，并以此為基礎(chǔ)宣布將Omniverse進一步集成到Allegro中。Allegro是Cadence的領(lǐng)先電子計算機輔助設(shè)計應(yīng)用，廣泛用于全球各大半導(dǎo)體公司。
Altair
正在使用Omniverse藍圖構(gòu)建交互式計算流體動力學(xué)（CFD）的實時CAE數(shù)字孿生。
Ansys
正在將Omniverse用于其領(lǐng)先的CAE應(yīng)用Ansys Fluent中。
Neural Concept
正在將Omniverse庫集成到其下一代軟件產(chǎn)品，從而實現(xiàn)了實時CFD并改進了工程工作流。此外，
埃森哲
正在使用Mega，幫助德國供應(yīng)鏈解決方案領(lǐng)導(dǎo)者KION為該公司的全球倉儲和配送客戶網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建下一代自主倉庫和機器人集群。
自動駕駛汽車工具鏈供應(yīng)商
Foretellix
正在使用自動駕駛汽車仿真藍圖進行全3D傳感器仿真，以此優(yōu)化自動駕駛汽車的測試和驗證。研究機構(gòu)
MITRE
也在與密歇根大學(xué)的Mcity測試設(shè)施聯(lián)合部署該藍圖，創(chuàng)建一個全行業(yè)自動駕駛汽車驗證平臺。
Katana Studio
正在使用Omniverse空間流式傳輸工作流程為日產(chǎn)和大眾汽車創(chuàng)建定制汽車配置器，使他們能夠在沉浸式環(huán)境中設(shè)計和審核車型，同時改善客戶決策流程。
面向企業(yè)的XR流式傳輸平臺
Innoactive
借助該工作流為Apple Vision Pro增加了空間流式傳輸?shù)钠脚_支持。借助該解決方案，大眾集團能夠以人眼分辨率進行設(shè)計和工程項目審查。Innoactive還與藥物生產(chǎn)加工和包裝技術(shù)解決方案提供商Syntegon合作，使Syntegon的客戶能夠在建造定制設(shè)施前先檢查和審核設(shè)施的數(shù)字孿生。
通過攜手各行業(yè)合作伙伴，NVIDIA將技術(shù)創(chuàng)新與生態(tài)融合兼收并蓄，為物理AI應(yīng)用按下加速鍵。可以預(yù)見的是，
伴隨著新藍圖的推出以及Cosmos的融合應(yīng)用，NVIDIA Omniverse平臺的能力將得到進一步提升，用戶可以在數(shù)字孿生直接中優(yōu)化流程、降低成本、加速設(shè)計迭代，為制造企業(yè)帶來更多的想象空間和更精準(zhǔn)的決策支持。
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