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机器人是英伟达的下一场革命吗

5月30日,美国芯片制造商英伟达股价盘中大幅上涨,市值一度突破万亿美元,成为首家市值达到这一里程碑的芯片公司。 目前,英伟达市值排名仅次于苹果、微软、谷歌和亚马逊,成为美国股市第五大公司。

如果你看看Nvidia的概念,你会发现他们不止一次踩过这一招。 例如,英伟达过去几年的快速发展,依靠的是全球市场对AI芯片的强劲需求,其次是数字货币挖矿以及元宇宙对GPU芯片需求的飙升。 由于很多场景下海量数据的动态分析和处理需求,这对计算机的内存和芯片计算性能提出了更加实际的要求,也让英伟达能够快速切入多个领域。

最近,我们注意到NVIDIA的概念似乎也转移到了最新的机器人领域。 在刚刚结束的2023中国台北国际电脑展(COMPUTEX)上,NVIDIA CEO黄仁勋发布了多款产品,其中Isaac AMR(Autonomous Mobile Robot)是一款全新的自主移动机器人平台,可用于第三方二次开发。派对上,闪亮登场。 无数。

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▍瞄准移动机器人平台

科技公司进军机器人行业的趋势持续加强。 机器人讲堂了解到,早在2018年,同样是在台北国际电脑展上,NVIDIA其实就发布了独立机器平台Isaac。 该平台包括新的软件和硬件以及当时的虚拟模拟。 该模拟器主要服务于室外环境下的低速配送机器人。 现在,NVIDIA进一步扩大了机器人的应用范围。

最初,NVIDIA Isaac 的核心是一个名为 Jetson Xavier 的计算平台。 据介绍,它拥有超过90亿个晶体管和6个包括图像、视觉、视频、深度学习在内的高性能处理器。 它可以同时实时处理数十个文件。 用于传感器处理、测距、定位映射、视觉感知和路径规划的算法,使机器人能够从传感器获取输入、定位自身、感知环境、识别和预测附近物体的运动、推理合理的动作并执行它们安全。

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当时,黄仁勋乐观地预测:“人工智能是我们这个时代最强大的科技力量。第一阶段,人工智能将实现软件自动化的新水平,从而帮助许多行业提高生产力;后期,人工智能将协同与传感器和执行力相结合的智能机器将成为新一代自主机器的核心。有一天,数十亿台智能机器将应用于制造、送货上门服务、仓储物流等领域。”

为了实现这一目标,NVIDIA在过去的五年里进行了多次研发合作和技术迭代。 例如,2018年,NVIDIA发布了Jetson AGX Xavier,并与京东、美团达成合作,开发户外配送机器人。 例如,2019年,英伟达发布了lsaac软开发套件(SDK),开始为机器人提供更新的AI感知和模拟功能。 2020年,与宝马合作,利用Isaac机器人平台开发了五款具有AI功能的机器人,以改善物流工作流程。 2022 年,全新 NVIDIA AGX Orin 开发套件将发布,并宣布与亚马逊合作,将其技术用于仓库机器人。

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这一系列动作表明,曾经主要生产GPU硬件的NVIDIA已经开始通过合作进一步向Robot+等下游应用产业发展。 此次希望通过提供室内机器人平台,进军室内外物流机器人领域。 只是NVIDIA更多地参与了机器人项目。

这与实际市场环境的变化密切相关。 大多数场景下,物流机器人的需求确实较多,劳动力供需不匹配的问题已经初步显现。

在中国,据央视新闻报道的数据预计,2022年我国即时配送订单将突破400亿,市场规模将达到约2000亿元。 此外,2015年至2020年快递订单CAGR为32%,外卖订单CAGR为68%,生鲜电商CAGR为43%。 但快递员数量大幅减少,“半日达”需求明显,也大幅提升了增速。 资本对这类机器人的期待。

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ABI Research预测,移动机器人出货量将从2023年的25.1万台攀升至2028年的160万台,期间营收从126亿美元飙升至645亿美元,MIR《2022工业机器人赛道报告》深入分析《融资情况》认为,2023年物流行业快递市场规模将突破万亿元。然而,作为解决方案的智能化、无人化运营的渗透率极低,只有3%左右。不难看出,了解英伟达为何选择跨界进入这个市场。

黄仁勋提到,希望提高运营效率的行业对移动机器人的需求不断增长,导致移动机器人出货量激增。 为此,NVIDIA推出了一个新平台,可用于构建新一代自主移动机器人(AMR)车队。 Isaac AMR将为移动机器人带来先进的测绘、自主和仿真功能,帮助企业实现更好、更高效的移动运营。

▍自主优势明显

那么,Isaac AMR 之间有什么区别呢? 据悉,Isaac AMR平台的开发和演进主要基于NVIDIA Nova Orin参考架构。 这表明NVIDIA边缘AI自下而上突破的人工智能路径已经打通,并与云计算相结合,可以在机器人上展现出更大的导航、建图和开发价值。

具体来说,Isaac AMR的自主移动机器人软硬件集成完整,具有三大特点:(1)仿真性,即用于仿真的虚拟空间; (2) 地图绘制,即创建实时地图的能力; (3) ) 自主,即能够独立运作。 第三方公司等开发者可以基于Isaac AMR并结合自身需求进行二次开发。

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NVIDIA认为,得益于AI技术的飞跃,Isaac AMR平台最大的功能变化在于它包括了边缘到云的软件服务、计算以及一组参考传感器和机器人硬件。 这主要可用于模拟、验证、部署、优化和管理自主移动机器人,从而加快AMR的开发和部署,降低成本并缩短上市时间。

之所以能够实现这些功能,是因为Isaac AMR加入了类似云的概念。 该机器人可以连接DeepMap的云服务,通过多模态导航和NVIDIA cuOpt软件的云车队优化功能,从而加速大规模环境的测绘。 语义理解赋予机器人自主权,提高机器人作业效率。

更简单地说,Issac Gym主要是将机器人模拟的所有计算环节迁移到GPU上,这与传统只将涉及神经网络的并行计算部分放在GPU上的做法不同,这样研究人员就可以使用GPU轻松实现数千次计算。 两个仿真环境的并行运行可以快速构建各种训练任务,并在极短的时间内测试机器人的训练效果并快速调整迭代,加快新结果的输出。

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这也意味着开发人员可以将机器人绘制大型设施地图所需的时间从几周缩短到几天,精度达到厘米级,并生成丰富的 3D 模型,可用于绘制大型设施地图,而无需高级技术团队。 AMR 的类型创建实时地图和语义地图。

目前,物流机器人主要应用于仓储、分拣中心、运输等场景,执行货物转运、搬运等作业。 但在大型、高度动态和非结构化的环境中,或者在通常超过一百万平方英尺的类似地图中,开发和部署机器人的时间可能会相应更长。

由于自主导航软件应用往往需要在环境变化后对每个机器人进行重新编码,因此工厂很难为机器人进行地图绘制并不断更新地图,另一方面将AMR集成到现有的工作流程、车队管理和仓库中管理系统的过程也可能很复杂,很难完成自主操作。

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Nova Orin 充当 Isaac AMR 的“大脑”和“眼睛”,有助于减少在大型、高度动态和非结构化环境中开发和部署机器人的时间。 Nova Orin是一种混合多模态传感器系统,结合了包括立体相机、鱼眼相机、2D和3D激光雷达等在内的多种传感器,这些传感器与NVIDIA Jetson AGX Orin系统模块集成,通过最先进的人工智能和硬件加速算法可以以每秒275万亿次运算的计算能力在边缘实时执行这些算法,从而实现高度智能的环境感知能力。

最后,Isaac AMR 通过在开放工业数字开发平台 NVIDIA Omniverse 提供支持的 Isaac Sim 上进行符合物理的模拟,简化了机器人的操作,创建了一个真实的数字双胞胎,在登陆物理世界之前,机器人应用程序可以为每个客户开发、测试和定制,这大大降低了部署AMR的运营成本和复杂性。

值得一提的是,根据九号官方信息,Nvidia现场视频演示中的Isaac AMR所使用的RMP Lite 220是九号机器人移动平台(RMP)系列产品之一。 从产品本身来看,九号公司的RMP平台采用模块化设计,具有突出的产品设计灵活性,可以基于很少的设计变更进行二次开发或定制,从而获得可靠的产品。 ,便携式且具有成本效益的平台。 机箱,或者说是一整套移动解决方案,NVIDIA就是因为这个原因才选择了九号机器人。

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▍结论与未来

2018年台北电脑展上,黄仁勋将人工智能的发展分为三个阶段。 人工智能的第一阶段是自动编程软件的发展。 第二阶段是将软件应用到行业自动化中。 这种自动化带来的效率提升将会刺激原有的市场。 第三阶段是AI走出计算机,影响外界。 按照黄仁勋当时的定义,我们目前正处于人工智能发展的第二至第三阶段,即人工智能已经开始初步应用于各个行业。

但在 ITF World 2023 半导体大会上,英伟达创始人兼首席执行官黄詹勋提出了第三阶段实施的可能性。 也就是说,人工智能的下一波浪潮将是体现智能,一种能够理解、推理并与物理世界交互的智能系统。 2023台北展上展示的机器人能力就像一个强大的人工智能大脑。 英伟达 VIMA 这一多模态体现的人工智能系统,已经能够在视觉文本提示的引导下执行复杂的任务,展现出更强的增长能力,也让人们一睹人工智能与机器人融合的未来。

如今,英伟达最新的机器人系统以及实际走进工厂的演示,证明机器人可以成为具身智能的绝佳载体,而特定的场景也将使具身智能的价值更加凸显。 在具身智能的加持下,机器人朝着更加智能、灵活、自主的方向发展,也将提供更多的交互方式,让人与机器的交流更加自然、高效。 当然,英伟达的进入势必会加快移动机器人行业的迭代速度,从而提高AMR等机器人在下游领域的渗透率。 这对机器人技术提出了更多的要求,也带来了更大的期望。