NVIDIA Omniverse是英伟达基于 RTX、物理仿真和OpenUSD(Universal Scene Description)技术推出的基础创新平台,其为三维空间和实时仿真模拟提供了一个强大的、逼真的虚拟环境。
该平台通过实时协作、高精度物理模拟、先进渲染技术、机器人仿真与合成数据,以及对BIM、CAD、Maya、达索系统、西门子软件等多种设计与工业软件的支持,极大地提高了团队的沟通效率和创新能力。Omniverse在汽车设计制造、工业设计、自动驾驶、智能机器人等领域的设计、开发测试、仿真模拟、部署等多个场景展现出广泛的应用潜力和出色效果。
随着全球机器人行业的领先企业如比亚迪电子、西门子、Teradyne和Intrinsic等开始集成NVIDIA的自主机器人技术,自动驾驶汽车和人形机器人等高产量机器人产品的技术突破,以及NVIDIA在推动机器人技术发展方面的努力,我们正迈向一个自主运行的新时代,“物理AI”的落地应用预示着移动物体自主化的未来。
在国内,“物理 AI”级的虚拟平台并非空白。松应科技早在三年前就高瞻远瞩,积极部署国产自研且市场唯一的Orca 物理精确模拟器,且是对标英伟达战略产品OMNIVERSE的国内唯一平台。
松应科技通过Orca平台,致力于实现人工智能与物理世界的深度融合。该平台整合了CAD/CAE工业软件、人工智能、机器人技术、渲染与物理引擎以及传感器等技术,通过软件协同和数据统一,构建了多种类仿真环境,为具身智能、人形机器人、飞行器和自动驾驶等提供了合成数据与仿真模拟的支持。
Orca模拟器为机器人和AI智能体提供了基于物理的3D实时渲染和精确的物理模拟,以及随机化的数据合成能力,从而创造出逼真且可交互的物理环境。此外,Orca还提供标准的机器人训练控制接口,这不仅有助于机器人和AI智能体更深入地理解物理世界的规律,而且促进了更高级、更复杂机器人本体和智能体的训练与发展。
Orca 智能机器人与具身智能训练平台
近期非凡产研特别采访到了松应科技创始人&CEO聂凯旋,请他分享了其近三年来的创业实践和对人工智能+物理模拟仿真的思考。
聂:首先,我们需要阐明的是,尽管我们的产品Orca模拟器与英伟达的Omniverse在目标上具有高度一致性,都旨在推动物理世界的数字化和智能化,但我们在这一领域的发展具有独特性。实际上,我们是国内首家,也是目前唯一一家能够直接与英伟达Omniverse产品对标的企业。
在2021年英伟达发布Omniverse测试版仅几个月后,我们就迅速成立了公司,专注于开发能够满足客户需求的本土化产品。目前,我们的产品线不仅包括了基于OpenUSD的3D实时数据合成渲染平台,还涵盖了多类型智能机器人的训练和仿真模拟平台,特别是在具身智能机器人训练领域,已经取得了显著的进展。
Orca作为国内首款对标产品,在市场定位和技术创新方面有以下独特优势:
技术架构先进:Orca采用可扩展、模块化的技术架构,尤其在实时数据合成、渲染和物理仿真引擎方面展现出高效率和稳定性,适应大规模复杂场景的仿真需求。
开源生态构建:我们秉承开源理念,相关技术会逐步开源开放,推动建立一个开放的具身机器人仿真模拟生态系统,鼓励更多开发者和企业参与到物理仿真技术的发展中。
多GPU部署优势:Orca具备分布式多GPU协同运算的核心系统,支持更大规模具身机器人+ 逼真工作场景仿真模拟实时高效处理,突破单GPU性能上限。
开放硬件部署:Orca 支持不同厂商GPU硬件部署,如英伟达和国产多个GPU品牌,不被单一硬件厂商绑定。
持续服务优势:Orca物理精确模拟器诞生于中国,深植于中国市场,持续提供仿真模拟软件+ 合成数据服务,满足安全且稳定供应需求,不担心被迫中断风险。
随着工业自动化的不断深入,未来工厂的流水线任务将越来越多地由机器人执行,这些机器人由AI智能体管理和控制。企业主们有望将生产流程的控制权交给AI,实现从设计到制造的全自动化处理。
英伟达CEO黄仁勋所推动的全面智能化未来,不仅需要强大的计算能力,还需要能够运行相应技术的硬件和应用场景。尽管这些技术在互联网领域取得了进展,但实体经济的潜力更为巨大。
英伟达的目标是从一个面向互联网的基础算力提供商,转变为面向全行业提供算力基础设施的企业,实现物理世界的全面智能化。松应科技同样希望在国内实现高质量转型和发展。
因此,英伟达的目标是将自己从一家主要面向互联网提供基础算力的公司,转变为一家面向全行业提供算力基础设施的企业,以实现物理世界的全面智能化。
松应科技也希望Orca模拟器能成为推动这一转型的关键力量。通过提供与国际领先产品相媲美的技术,同时更加注重本土化和行业特定需求,我们有信心在国内乃至全球市场上发挥重要作用。我们不仅关注技术的先进性,更重视如何将这些技术转化为实际的生产力,为社会和经济发展做出贡献。
Orca:支持遥操作
Orca:支持多机器人并行,智能训练
Q:目前松应科技在做的事情能够在企业生产经营过程中发挥哪些比较重要的价值?聂:松应科技致力于通过Orca模拟器为企业打造一个革命性的仿真训练环境。我们的目标不仅仅是提供一个单一的工具,而是构建一个全面的、基于真实数据的仿真平台,这个平台能够连接企业的所有系统,实现端到端的无缝集成。
AI智能体通过在虚拟场景中不断学习和进步,将这些成果反向应用于实际优化过程。这样,在执行任何实际操作之前,业务流程已在仿真训练场中经过充分预演和优化。
这种方法不仅提高了企业生产效率,还最大限度地减少了风险,确保操作精准和业务连续性。通过这种方式,我们为企业打造一个高度智能化、自动化的端到端解决方案。
Orca模拟器的核心价值在于提供一个高度可扩展的框架平台,帮助制造业企业将现有的业务逻辑从人工或特定程序执行全面转型为由人工智能驱动的数字化流程。
一旦企业系统与Orca模拟器连接完成,我们将重塑业务流程,使企业能够更加灵活地应对市场变化,快速实施创新策略,从而在激烈的市场竞争中保持领先地位。
聂:这一过程可划分为几个关键阶段。以现代工厂为例,我们不会立即对企业整个系统进行全面改造,而是首先着眼于前端的创新。例如在设计环节,我们采用AI技术提出创新设计概念,并展示给消费者供其进行自主选择。一旦消费者对某款产品表现出强烈偏好,例如AI预测订单量将从1万激增至10/50万,而是先在虚拟环境中模拟如何提升生产线的产能。然后在虚拟环境中模拟不同的生产策略,进行数据分析,评估产能提升的可行性。这一过程确保了我们能够基于消费者的真实反馈做出精准的决策。
确认方案可行后,我们将按照仿真结果进行后端物理改造。这一改造过程通常由机器人执行,通过调整机器人程序,实现从生产A产品到B产品的灵活转换。
Orca模拟器支持整个工厂乃至全球范围内的资源优化配置,实现设备的灵活调配,以适应市场变化。
通过在Orca模拟器中进行预演和优化,我们最大程度地减少了风险,确保了操作的精准性和业务的连续性。
最终,Orca模拟器为企业提供了一个高度智能化、自动化的端到端解决方案,从设计创新到生产优化,再到全球资源配置,全面支持企业的数字化转型。
聂:是的,现在可以立即进行试验,完成后通知机器人进行改造。改造完成后,企业便能实现一条24小时不停歇的端到端柔性生产线。
目前,国内对这项技术的认知还较少。尽管我多次在市场上有过分享,仍大部分人依然对此一无所知。大众认知上的巨大差距还有待补齐。早期,大家普遍认为英伟达推出这类基础软件产品只是为了销售GPU卡,却未深入思考为何通过这种产品能成功销售GPU卡。实际上,这些软件产品真正为客户创造的是场景价值,例如基于GPU卡能帮助客户创造人工智能体,训练大模型,从而赋能整个行业等。
许多人仅将英伟达视为一家GPU硬件商,而没有充分认识到其基础软件产品对整个产业的赋能作用。对于那些非专业领域的企业来说,可能会忽略这一领域的重要性。然而,实际上,这是一个充满潜力和价值的领域。
Q:目前你们有哪些比较典型的客户?聂:我们目前已与多家人工智能和机器人公司建立合作关系,这些公司利用Orca物理模拟器进行机器人本体的训练,这是一个相对较短且简单的过程,适合作为自动化流水线实施工作的起点。为机器人构建一个逼真的训练场景,这个场景能够模拟现实世界的各种环境和流程。将机器人放入训练场景后,我们会为其安装一系列传感器,包括视觉摄像头、激光雷达等,使机器人能够通过这些传感器观察和扫描环境,收集必要的数据。通过在仿真环境中的观察和扫描,机器人可以学习如何适应不同的环境和流程,优化其行为和决策,提高在现实世界中的表现和效率。
同时也与合作伙伴一起,在自动驾驶训练领域开展合作。Orca物理模拟器为自动驾驶系统提供安全且可控的测试环境,帮助其在物理级虚拟世界中进行各种复杂交通情景的模拟和测试训练。
除了具身机器人和自动驾驶领域,Orca物理模拟器去年也和影视、汽车设计等合作,验证了Orca系统中核心部件的能力。
“青龙”机器人在临港上海电气工厂实地作业 & 在松应 Orca 物理级虚拟工厂模拟训练
Q:所以可以理解说以前企业只是购买一个单纯的机器人机械装置,但现在购买的则是一个具有实体的“员工”,或者说这是AI agent的“实体化表现”?聂:可以这么理解。正如我前面提到的,我们的目标是在真实物理场的基础上,构建一个基于物理的仿真环境。在这个仿真环境中,我们训练智能体,使其能够同时存在于仿真环境和物理环境中,并且两边的比例为1:1。当企业主想要改造物理环境时,可以先在仿真环境中进行模拟,确认无误后再应用到物理环境中。
聂:实现将制造业最佳实践融入机器人的宏伟目标确实需要时间,但我们选择的路径是切实可行的,并且具有明显的优势。
Orca模拟器不会破坏现实世界已建立的物理规律。我们尊重并利用这些规律来构建仿真环境,确保机器人在虚拟和现实世界中的行为一致性。
鉴于现有的工厂和物理世界基础设施,Orca模拟器允许企业继续利用现有的系统进行升级和优化,而不是从头开始构建一个完全不同的系统。
例如,如果企业之前已经在使用西门子的机械设备,它们可以继续这样做。关键在于如何提升现有系统的效率,以及将过去依赖人工管理的部分,逐步转变为更少依赖人力的自动化管理。
技术挑战,可能包括机器人的感知和决策能力、与现有系统的集成、以及数据的收集和处理。为了克服这些困难,松应科技提供了持续的技术支持和升级服务,确保机器人能够适应新的挑战,并与企业的发展保持同步。与客户的紧密合作和反馈机制也是确保机器人培训成功的关键因素。
聂:是这样的。以前企业想要在海外建设新的工厂时,首先必须得派一批人去当地市场开展相应工作,一旦签证到期,就得让他们返回,然后再换上另一批人。但在这中间,会存在很多交接问题。通过我们的技术,就可以解决这个痛点问题,使得分布在世界各地的团队能够在同一个仿真环境中工作,共同开发和优化流程,无论他们身处何地,都能保持一致的工作标准和效率。
Orca:适用于跨地区的工业仓储和自动化生产模拟训练
Q:当前许多在海外开展业务的出海企业都在经历供应链产能迁移的情况,你们的产品能如何帮助到他们?聂:确实,出海企业在进行供应链产能迁移时面临诸多挑战。其实几个月前我就与某出海企业高层聊过这个问题。他们的想法是中国市场饱和,所以考虑去中东、拉美、南太或其他地方建厂。
建厂过程中的难点在于对当地环境和人才的不熟悉,需要从国内派遣经验丰富的人员。然而,这边的人需要经历培训周期和签证周期,并且中间还要有衔接。如果衔接不上,工厂可能几个月都没有效率,这意味着巨大的损失。晚一天开工,损失就可能是百万级别的。
我们的产品恰好能解决这类问题。Orca模拟器帮助企业在高精度虚拟工业环境中评估不同人员配置、生产计划和迁移方案的成本效益,确保投产效率最大化。
聂:我们的目标并不是对企业进行大规模改造,而是通过Orca物理模拟器让它们继续沿用现有的工作流程,并在此基础上进行智能化升级,每个企业都可以训练出能够管理无人化工厂的AI智能体。
Orca模拟器的设计初衷是整合和优化现有的物理控制系统,确保这些系统能够与设计、仿真、工业控制和订单管理系统无缝对接。
整合完成后,我们将着手收集数据,并利用这些数据在仿真模拟环境中进行训练,从而开发出能够熟练掌握和使用这些软件工具的智能体。
基于此所开发的智能体,就像一个拥有丰富经验和深厚知识的专家,能够精通整个端到端的流程,并有效地指挥和优化工具的使用。以飞机制造为例,一旦智能体掌握了整个操作流程,它就能利用仿真模拟软件快速响应设计需求,设计出超越现有A380的飞机,并提供最优的设计方案。如果需要快速投入生产,智能体还能迅速协调相关工厂进行零部件的分发和生产,最终生产出一个完美的产品。
智能体的目标不是取代CAD、CAE、PLC等工具,而是成为这些工具的高效操作者。这样,企业不仅能够提高生产效率,还能在激烈的市场竞争中保持优势。
聂:是的。通过Orca物理模拟器,松应科技致力于提供一个平稳过渡的智能化解决方案,帮助企业在不引起剧烈动荡的情况下,逐步实现技术智能化升级和运营优化。
Q:数据在当下越来越重要,国内企业,特别是很多制造业企业,在数据管理方面的问题是不是比较大?聂:国内企业在数据管理上确实面临了很大挑战,这主要是由于过去数据标准不统一。Orca模拟器在设计之初就考虑到了这一问题,我们与英伟达采取了相同的措施,即统一数据标准 OpenUSD。这使得数据的互操作性和认可度得到了显著提升。
借助这一成果,我们避免了与大型企业就数据标准进行谈判的繁琐过程,只需确保我们的数据格式与之兼容,即可顺利接入统一的数据环境。这一标准化的推进为我们简化了数据管理流程,提高了数据的使用效率。
USD 的工作原理
Q:您创办松应科技以及研发国产物理模拟器的这件事的动力源自哪里?聂:我们的动力源自于长期的发展愿景。研发国产自主的物理精确模拟器,从中、长期来说对国家、对行业都是绝对重要且有价值的事。需要有人有团队站出来,填补高端物理精确仿真模拟的空白,支持国家的科技自主创新和产业升级。
在创建公司时,我们并没有优先考虑商业化的问题,而是坚定地认为,通过为客户持续创造价值,相应的回报自然而来。所以我们的团队一直专注于技术产品研发,以“先进技术服务实体产业升级”的为驱动力。
我们在寻找投资人时,坦率地提出这是一个长期项目,短期内可能不会快速回报,但长期价值巨大。我要特别感谢我们的两个天使投资人,他们专业、有远见、有耐心,对我们的未来愿景充满信心,愿意与我们共同面对风险,支持公司的长期发展。
Q: 您是如何如何说服投资者认同这个项目的潜力和价值的?聂:在创业的早期阶段,我向投资者阐述项目理念时,发现许多投资人难以完全理解。但我告诉他们,不认识我们没关系,每个人应该都了解黄仁勋,以及他所领导的英伟达。过去一二十年里,英伟达在每次技术革新的浪潮中都准确把握了时机。
从游戏和图形处理技术的突破,到加密货币挖矿的热潮,再到元宇宙的崛起,以及当前的人工智能革命,英伟达始终引领行业潮流。在AI图形处理和训练GPU数据中心市场,英伟达占据了98%的市场份额,远超英特尔、AMD、国产等竞争对手的2%。
英伟达的成功不仅源于硬件创新,更在于其硬件之上构建的全面软件生态系统,CUDA + Omniverse极大地促进了技术的普及和应用。
因此现下,连英伟达都在重仓押注这件事情,能还有什么理由不相信我们在做的事情也有很高价值?
Q: 你们的产品理念已经非常明确且成熟,目前商业化进展如何?聂:经过近三年的研发,我们的产品自从今年4月发布以来,迅速获得了市场的关注,并在5月正式开启了商业化进程。这种迅速的市场响应证明了我们的产品理念得到了客户的高度认可和期待。
目前,我们已经与多家重点客户建立了合作关系,他们不仅对Orca物理模拟器表现出了浓厚的兴趣,更积极探索如何将其融入自己的业务流程中。
正如英伟达的Omniverse平台,尽管在发布前人们对其应用场景缺乏具体概念,但产品一经推出,便激发了客户对整合各种技术以推动业务创新的热情。Orca物理模拟器同样在商业化过程中展现出了强大的整合潜力和灵活性。
所有工厂都面临着提升效率、平衡营销、生产和物流的压力。工厂的利润空间已经非常有限,产品积压可能导致企业面临倒闭风险。因此,企业主们每天都在寻求运营优化的方法。
我们已经与一些领先的企业建立了合作关系,他们在营销、设计、制造和运营等方面成功地应用了Orca物理模拟器,取得了显著的成果。我们正在积极扩大合作伙伴网络,与技术供应商、系统集成商和行业专家建立合作关系,共同为客户提供更全面的支持。
以上多场景物理仿真模拟 均出自 Orca 物理精确模拟器
Q:你们接下来的发展规划是什么?聂:我们将持续关注并扩展机器人技术在各个领域的应用,包括康养医疗、零售、工业制造、物流运输和生活服务等行业。我们的目标是深入实体行业,与行业发展速度最快的领域同步,无论是工厂自动化还是养老服务的创新。
例如,如果工厂尚未发展起来,而养老服务有了突破,我们就会顺势进入养老服务行业。同时,还会考察与养老服务相关的上游产业,如医疗器械制造等工厂。总之就是沿着当前的行业发展轨迹进行横向扩展。
今年的目标是实现服务落地,未来三~五年内,我们将致力于与多个标杆行业伙伴实现产业化,如大型央国企、头部工业与制造等,通过与这些客户的合作,深入行业核心,积累宝贵经验。然后利用服务标杆客户的案例和应用场景,不断丰富和完善我们的业务模式,形成可复制、可推广的解决方案,进而服务于更广泛的商业公司和二类客户。
同时,我们将继续寻求与行业内领先企业和研究机构的战略合作,共同推动技术进步和行业发展,构建一个开放、合作、共赢的生态系统。
访谈人:非凡产研 主编 Qiuping编辑:Qiuping
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