Humanoide Roboter Wie Nvidias KI-Supercomputer und Plattformen Roboter trainieren

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Damit Entwickler humanoide Roboter trainieren und präzise Bewegungsmodelle generieren können, bietet Nvidia verschiedene Dienste und Plattformen an, darunter einen KI-Supercomputer, Isaac Sim und Jetson Thor. Was heute bereits möglich ist.

Humanoide Roboter sollen anders als Industrieroboter den Menschen direkt unterstützen. So hat beispielsweise Agility Robotics im Frühjahr 2023 eine neue Generation des humanoiden Arbeitsroboters Digit vorgestellt, den ersten vielseitigen, menschenbezogenen Roboter für die Logistik. Digit hat die Größe eines Menschen und verfügt über zwei Arme und zwei Beine. Damit ist der Roboter für menschlich konzipierte Arbeitsumgebungen geeignet. Der Roboter lässt sich nahtlos in bestehende Lager- und Infrastruktursysteme integrieren.

Der chinesische Roboterhersteller Unitree Robotics will mit seinen humanoiden Roboter G1 in die Massenproduktion gehen. Wann das allerdings genau sein soll, verrät der Hersteller nicht. Humanoide Roboter sind auf dem Vormarsch und die Entwickler weltweit brauchen die passenden Werkzeuge. Damit Entwickler Roboter entwerfen und trainieren können, bietet Nvidia eine Reihe von Diensten, Modellen und Plattformen.

Humanoide Roboter entwickeln

Der MimicGen-Mikroservice generiert synthetische Bewegungsdaten basierend auf aufgezeichneten Daten von räumlichen Computergeräten wie der Apple Vision Pro. Diese Funktionalität ist entscheidend für die Entwicklung präziser Bewegungsmodelle. Der Robocasa-Mikroservice generiert automatisiert Aufgaben für Roboter sowie simulierten Umgebungen im OpenUSD-Format. OpenUSD ist ein universelles Framework für 3D-Welten und ermöglicht eine nahtlose Entwicklung und Zusammenarbeit.

Mit dem Cloud-Dienst Nvidia Osmo lassen sich die Entwicklungs-Workflows orchestrieren und skalieren. Dazu lassen sich verschiedene Aufgaben wie das Erstellen synthetischer Daten oder trainieren von Modellen zentral steuern. Der Service unterstützt bei unterschiedlichen Phasen der Robotik-Entwicklung.

Daten erfassen für die humanoiden Roboter

Für das Training grundlegender Modelle bei humanoiden Robotern sind große Mengen an Daten notwendig. Traditionell werden menschliche Demonstrationsdaten über Teleoperation erfasst, bei der ein Mensch einen Roboter fernsteuert. Diese Methode liefert wertvolle Trainingsdaten, ist jedoch teuer und zeitaufwendig.

Ein Referenz-Workflow von Nvidia beruht auf einer Kombination aus KI und der Omniverse-Plattform. Dank des Workflows lassen sich aus einer geringen Anzahl menschlicher Demonstrationen aus erfassten Bewegungsdaten große Mengen synthetischer Bewegungs- und Wahrnehmungsdaten generieren. Die synthetischen Daten sind von hoher Qualität und können in der KI-Entwicklung zur Modellierung und Simulation verwendet werden.

Zunächst verwenden die Entwickler Apple Vision Pro, um eine kleine Anzahl ferngesteuerter Demonstrationen aufzuzeichnen. Anschließend simulieren sie die Aufzeichnungen in Isaac Sim und verwenden den MimicGen NIM, um synthetische Datensätze zu generieren.

Erweiterter Zugriff auf Entwicklungstechnik

Damit Entwickler noch mehr Möglichkeiten haben, ihre humanoiden Roboter zu entwickeln und zu trainieren, bietet Nvidia drei Computerplattformen an:

• Der KI-Supercomputer trainiert komplette KI-Modelle und ist notwendig, um die enormen Datenmengen zu verarbeiten und die damit verbundene Rechenleistung zu verarbeiten.

• Isaac Sim auf Basis von Omniverse ist eine Simulationsumgebung, um Roboter in virtuellen, simulierten Welten zu erlernen und zu verfeinern. Isaac Sim bietet realistische physikalische Simulationen, in denen Roboter sicher und kontrolliert trainieren können.

• Jetson Thor ist ein spezieller Computer für den Einsatz von humanoiden Robotern, der über die notwendige Rechenleistung verfügt. Der Computer ist darauf ausgelegt, die komplexen Algorithmen und Steuerungen in Echtzeit zu verarbeiten.

Um Entwicklern einen Vorsprung bei der Nutzung dieser Technologien zu verschaffen, hat Nvidia das Humanoid Robot Developer Program ins Leben gerufen. Dieses Programm bietet frühzeitigen Zugang zu aktuellen Versionen und neuen Angeboten der humanoiden Basismodelle wie Isaac Sim, Isaac Lab, Jetson Thor und Project GR00T. Boston Dynamics, ByteDance Research, Neura Robotics und Field AI haben sich dem Early-Access-Programm angeschlossen. (heh)

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