发那科(FANUC)正与英伟达(NVIDIA)推进协作,把工业机器人的仿真环境与边缘AI,接入发那科自有的控制系统与机器人本体。两家已演示双臂机器人处理柔性物体等,但尚未公布量产线的商业化导入时间。其做法的核心,是让仿真中的机器人以与实机完全相同的发那科控制算法运行,从而缩小“仿真到实机(Sim-to-Real)”的缺口。真正决定成效的,是能把示教与动作验证等环节向仿真前移多少,进而减少多少产线启动工时和后续重新调整。 |
要点
• 发那科与英伟达协作,整合三层:仿真中的学习、与实机控制的对接、机器人端的AI推理。
• 演示中,双臂协作机器人“CRX”学习熟练工的动作后折叠了T恤。单件处理时间、成功率、改变摆放后的可复现性均未公布。
• 核心是让实机同款的发那科控制在仿真中运行,缩小“仿真到实机”差距中控制响应的偏差;环境差异不会因此消除。
• 据英伟达介绍,边缘AI“Jetson Thor”(模块为Jetson T5000)的AI算力达到此前模块的7.5倍以上。但避障动作的响应能快多少并未说明。
• 计划把全系列机器人的3D模型整备为“SimReady资产”。设想用途为汽车、物流、食品,商业化导入时间未定。
双臂机器人的演示,与三层技术整合
发那科与英伟达的协作,大致分为三层:仿真中的学习、与实机控制的对接,以及机器人端的AI推理。
流程如下。先用英伟达的仿真“Isaac Sim”大量生成摄像头图像与机器人动作,训练AI模型;再把它与发那科的仿真软件“ROBOGUIDE”和实机控制对接,把仿真中生成的动作迁移到实机;在实机侧,边缘AI“Jetson Thor”负责图像识别与推理。工厂的3D资产在“Omniverse”(OpenUSD)上汇总,机器人基础模型采用“Isaac GR00T N”。
目前能确认的,是基于这一构成的演示。最具代表性的,是双臂协作机器人“CRX”折叠T恤:学习了熟练工动作数据的双臂机器人,从摄像头画面读取布料状态并完成折叠,意在降低对夹具和固定轨迹的依赖,处理柔软、形状不定的对象。不过,单件处理时间、成功率,以及改变布料摆放方式后的可复现性,均未公布。这并非量产线的商业化导入,而只是展示能力的演示阶段。
发那科计划把从负载3千克的小型协作机器人“CRX”到2.3吨大型工业机器人的全系列3D模型,整备为“SimReady资产”,输送机、PLC和光学传感器也被列为整备对象。但这些模型除外形之外,在多大程度上还原质量与控制延迟、各模型何时提供,需要分开来看。
为何是现在——多品种化推高示教与夹具工时
长期以来,工业机器人依赖两样东西:人在现场逐一教动作的“示教”,以及为每种对象定制的专用夹具。多品种化让换产频率上升,逐一设计夹具、调整轨迹便推高了产线启动工时。
在这部分工时中,动作验证与重新示教能否向仿真迁移,正是此次协作的着眼点。英伟达不只与发那科合作,还与ABB、安川电机、德国KUKA、优傲等携手,正联合多家机器人厂商推进具身智能。竞争轴心正从机器人本体性能,扩展到仿真模型的精度、与实机控制的对接,以及学习环境的提供范围。就发那科而言,没有可断定其优于同行的依据,但把实机同款控制引入仿真侧,是此次的特点。
技术要点——能缩小的缺口,和缩不小的缺口
技术上分量最重的,是让仿真中的机器人以与实机完全相同的发那科控制算法运行。
仿真与实机行为不一致的“仿真到实机(Sim-to-Real)”缺口有两层:控制响应的偏差,以及图像、光照、摩擦、工件个体差异等环境条件的偏差。让实机同款控制在仿真侧运行的做法,属于缩小前者——控制响应之差——的手段。后者的环境差异,仍需靠学习数据的打磨和实机上的微调另行解决,并不会仅凭这一做法就消失。
实机侧的边缘AI“Jetson Thor”(模块名Jetson T5000),据英伟达介绍把AI算力提升至此前模块的7.5倍以上。如果算力余量增加,理论上将更易于在实机端处理感知周边环境并动态避障等任务。不过,这一性能差距能在多大程度上改善识别延迟或避障响应时间,并未说明。
在编程方面,也演示了由自然语言指令生成Python代码。方向是补充示教器(TP)语言的手动示教,但生成的代码由谁校验、如何转换为发那科的控制程序并在实机上运行,仍是另一道工序。
现场能从哪些环节先仿真化
具身智能瞄准的,是把机器人导入的部分环节向仿真前移。但各环节可替代的范围并不相同。
在产线导入阶段,借助“虚拟调试(virtual commissioning)”,可在现场作业前于仿真中验证干涉与可达范围。不过,保持工件、保证质量所需的夹具并不会就此消失,需要区分哪些环节可仿真化、哪些不能。取件环节,若能用3D视觉与物理计算求出位置与姿态,便可降低对专用夹具和送料器的依赖。
安全方面需谨慎区分。感知周边环境并实施动态避障的控制,有可能作为降低停机频率的一种辅助手段;但它能否替代隔离运行或安全传感器的停机,要连同安全认证与故障时的停机设计另行验证。动态避障与依据标准的安全功能,不能放在同一层面来谈。
就分工而言,发那科负责实机控制与机器人资产,英伟达负责仿真、学习平台与边缘算力。能否奏效,取决于双方的软件更新,以及出现故障时的责任边界能否在量产现场管理好。
焦点——从演示到量产,用总导入时间衡量
两家还描绘了把仿真中学到的控制持续反映到实机的构想:夜间跑训练,次日清晨下发更新。但现阶段给出的只是构想,更新频率、投入实机前如何验证,都尚不清楚。
要做导入判断,该比较的不是技术新意。而是相对于传统方式,①产线启动时间、②单周期处理时间、③改变条件后的成功率、④安全验证所需工时——这些如何变化。若把夹具与安全设计都算进去的整体工时不下降,仅凭AI算力提升,并不能带来投资回报。
现阶段较为现实的做法,或许是从不停实机也能衡量效果的干涉检查与动作验证起步。量产采用的分水岭,不在演示是否好看,而在包含现场重新示教在内的总导入时间能否下降。 |



