GPU加速運算：Nvidia降低工廠自動化應用門檻，推出Isaac開發套件，同時提供訓練機器人的模擬環境

對於製造業、物流業等產業而言，如果想發展AI，所需要的不只是基於電腦視覺辨識的瑕疵檢測，也期盼能夠擴大應用範圍，減輕產線的人力負擔，因此，有不少業者積極發展各種機器人（Robotic）的AI技術。

以Nvidia而言，他們發展出一套專屬的應用程式框架，稱為Isaac，可橫跨整個流程來提供自動化處理，當中包含了幾個要件，分別是：虛擬實境Isaac Sim、機器人軟體堆疊Isaac SDK，以及執行軟體的電腦與伺服器端EGX。而且，有了上層控制機器人的Isaac堆疊，以及5G無線寬頻通訊環境，Nvidia認為，企業能以此來打造先進而自動化的未來工廠。

當中最令人眼睛為之一亮的應用，莫過於Isaac Sim，Nvidia創辦人暨執行長黃仁勳在今年5月的GTC大會上特別提出說明。他說，Isaac Sim是遵循現實物理定律、可呈現逼真影像的虛擬實境，在這個場域，機器人會以為置身於實體的世界，而開發人員也能透過這個模擬環境來教導它學會、提升各種技能，一旦機器人的訓練模型開發完成，就能將其執行在Nvidia EGX電腦或伺服器平臺，執行Isaac軟體堆疊。

而這個Isaac軟體堆疊，包含了感測模型，以及地理位置定位、接合（articulation）、導覽等多種模型。在這樣的架構當中，我們可經由5G網路串流的方式，控制一群機器人，並在相當低的連線延遲之下，接收各種感測資訊，並且執行處理、感測、推理、動作，以及傳送動作指令。

不過，用模擬環境來訓練機器人AI，真的可行嗎？Nvidia在當時宣布德國汽車大廠BMW選用Isaac機器人平臺，以此建構他們的未來工廠。

這樣的導入的確是重大挑戰，因為該公司生產的車輛有40款機型，每天要提供數百種選項，而在生產流程當中，BMW會從近2千個供應商，將3千萬種部位零件輸入他們的廠區，他們在全球有30座工廠進行組裝，每座工廠平均每56秒就要完成一部車的組裝。當這3千萬種部位進廠後，會即時送至工作區，由技師們將這些部件組裝成車，隨後，部件所在的空箱會被移走，裝有部件的新箱又會進來，而在每個步驟中，機器人都可以涉入，協助分離、撿取、置放、傳出、把空的部份撿出。

對於這樣的自動化處理，黃仁勳盛讚：「這真是一種物流奇蹟，也是當前自動化工廠面臨的重大挑戰之一，而這就是未來」他甚至大膽預言會因此而能形成一種新的工廠運作型態，他說：「我們可將整座工廠設計成單一機器人」，以此來支援大量生產、客製調整需求，若要實現這樣的理想，他認為，能否善用人工智慧與機器人將是關鍵。

到了10月舉行的GTC大會，黃仁勳同樣以Isaac Sim的模擬應用進展，作為主要強調的特色。在這樣的模擬環境當中，能夠收集大量不同的物件、周圍環境，以及各種情況的資料，以便提供具有無窮變化的環境與運作情境，而能訓練機器人的能力，並驗證其能耐。

Isaac Sim也可搭配上述的Omniverse協同設計與模擬平臺使用。黃仁勳提到，Isaac Sim是在Omniverse構建出來的，能讓我們在這個模擬真實的環境當中進行機器人的設計與訓練，當中可匯入Pixar主導的3D圖形資料交換框架USD，以及機器人作業系統組織（ROS）主導的機器人敘述統一格式（Unified Robot Description Format，URDF）的檔案。而在URDF當中，可描述機器人的型號、感測器、場景。

隨後，黃仁勳以多支影片展示他們與BMW合作建立的模擬平臺，是基於Isaac Sim而成，可用來設計、模擬、維運BMW所要建構的未來工廠。裡面的機器人會執行Isaac軟體堆疊，並且與即時模擬的工廠環境、其他代理程式之間，進行各種互動，此時，可做到自動導航、障礙物迴避、作業安全（附近有人時會避開）、多個機器人並用的任務同步，也可搭配3D景深攝影機，進行互動式機器人動作指導（例如，機器人可根據偵測到現場作業人員的手勢而調整其動作位置），此外，我們可編輯「運算圖形物件（模擬的機器人本體）」，透過Isaac提供的圖形操作介面來調整各種選項與連接關係，來幫機器人增添新的技能。

在工廠自動化的應用上，企業想要發展出較有較多自主能力的機器人並不容易，Nvidia提供了支援這類用途的軟體開發套件，名為Isaac，當中提供了模擬環境，我們可在這個虛擬世界當中，訓練與教導機器人學會指定的技能。

在邊緣運算與物聯網應用領域，Nvidia發表了EGX AI平臺（他們在2019年5月底推出EGX平臺，同年10月發表EGX Edge Supercomputing Platform）。

就硬體的部份而言，EGX目前涵蓋Jetson系列單板電腦，以及通過Nvidia認證的伺服器，系統軟體則是搭配Nvidia發展的EGX Stack，今年10月Nvidia在EGX AI平臺當中，增添了SaaS型態的雲端管理平臺Fleet Command，並且宣布開放先期試用，這套雲端服務能協助企業簡化邊緣運算伺服器AI應用程式的部署與安全控管作業。