ABB und Nvidia verbessern physische KI für Roboter
Manchmal genügt ein anderes Licht in der Fabrik, damit die Abläufe nicht mehr mit der Simulation übereinstimmen. ABB und Nvidia wollen diese Diskrepanz mithilfe von KI und synthetischen Daten schließen.
Im Gegensatz zur Simulation in der Software RobotStudio (oben links) erscheint das Ergebnis des neuen RobotStudio HyperReality von ABB Robotics deutlich realistischer.
Foto: ABB Robotics
Experten sprechen von einer „Sim to Real“-Lücke, wenn die theoretische Simulation im Computer nicht mehr mit den tatsächlichen Abläufen in der Fabrik übereinstimmt. Manchmal kann eine kleine Abweichung beim Lichteinfall oder beim Material eine solche Diskrepanz bewirken. Mitunter führt das zu Stillständen, wenn die Steuerung der Anlage z. B. Teile nicht richtig erkennt und den Prozess automatisch stoppt. Außerdem können Zuverlässigkeit und Genauigkeit von Produktionsprozessen darunter leiden.
Ziel sind 99 % Übereinstimmung zwischen Simulation und Robotereinsatz
Genau diese Lücke wollen nun der Roboterhersteller ABB Robotics und der US-Konzern Nvidia schließen. Beim Robotereinsatz wollen die beiden eine Übereinstimmung von 99 % zwischen Modell und Realität erreichen. Schlüssel dazu sind hochpräzise Simulationen und synthetische Daten. Die soll die Kollaborationsplattform Nvidia Omniverse bereitstellen. Nach eigenen Angaben verfügt darüber hinaus ABB als einziges Unternehmen über einen so genannten Virtual Controller. Der funktioniert wie die Originalsoftware, die den Roboter am Einsatzort steuert.
In Verbindung mit seiner „Absolute Accuracy“-Technologie, will ABB eine bisher in der virtuellen Welt undenkbare Stufe an Präzision erreichen. Ungenauigkeiten von ursprünglich 8 mm bis 15 mm sollen dadurch auf 0,5 mm minimiert werden. Fehler durch mechanische Toleranzen und Belastungen werden dabei über die Steuerung ausgeglichen.
KI-Bibliotheken von Nvidia kommen in Programmiersoftware von ABB
Konkret bedeutet die Kooperation: ABB Robotics wird ab sofort die Nvidia Omniverse-Bibliotheken in seine Programmier- und Simulationssoftware RobotStudio integrieren. Dadurch können Industrieunternehmen nach Unternehmensangaben physische KI in ihren realen Robotik-Anwendungen implementieren und die „Sim to Real“-Lücke schließen.
Das funktioniert laut ABB so: Der Entwickler bildet einen oder mehrere Roboter als digitale Zwillinge in einer Simulation ab. Darin spielt er verschiedene Szenarien durch und erzeugt synthetische Daten. Damit werden schließlich physische KI-Modelle trainiert.
Die daraus resultierenden realistischen Simulationen und Basismodelle (Foundation Models) werden dann in Softwarelösung RobotStudio HyperReality weiter optimiert. Das System werde zudem durch Rückmeldungen aus der Praxis kontinuierlich verbessert, heißt es vom Roboterhersteller. Neben der Steuerung, die Werte zu Strömen und Drehmomenten aus den Antrieben liefert, können das z. B. auch Informationen von optischen Sensoren und Drucksensoren von Greifern sein.
Foundation Models trainieren ABB-Roboter
Mithilfe der Foundation Models könne jede beliebige Anzahl von ABB-Robotern an jedem Ort auf der Welt trainiert werden, heißt es von den Partnern. Das geschehe mit der von der Industrie geforderten Zuverlässigkeit und Genauigkeit.
Marc Segura, Chef von ABB Robotics, erklärt dazu: „Seit mehr als 50 Jahren treibt ABB Robotics intelligente industrielle Automation voran. Wir haben Pionierarbeit bei der Entwicklung der ersten Generation vollelektrischer Industrieroboter geleistet, Simulationen mit digitalen Zwillingen mithilfe von RobotStudio eingeführt und einen neuen Typ autonomer und vielseitiger mobiler Roboter auf den Weg gebracht. Durch die Zusammenarbeit mit Nvidia machen wir nun den flächendeckenden Einsatz physischer KI in der Industrie möglich.“
Zur Integration der Omniverse-Bibliotheken in RobotStudio stellt Deepu Talla, Vice President of Robotics and Edge AI bei Nvidia, fest: „Das beschleunigt den Prozess, mit dem Hersteller jeder Größe komplexe Produkte auf den Markt bringen.“
Großer Pilotkunde für die physikbasierte Robotersimulation ist Foxconn
Bezüglich erster Praxiserfahrungen verweist Segura auf Foxconn, als einen von zwei großen Pilotkunden. Der Hersteller von Elektronikgeräten ist als Lieferant für Marken wie Apple und Sony bekannt. „Foxconn muss ein neues Konsumelektronikgerät montieren. Tasten werden feiner. Mit klassischen Kameras lassen sich die kleinen Löcher im Gehäuse wegen der entstehenden Schatten nicht mehr erfassen.“ Im virtuellen Modell könne man nun in die Anlage eintauchen und diese virtuell trainieren.
Laut Segura geht es Kunden generell darum KI und physische Simulation nutzen zu können, um Zeit und Kosten in der Entwicklung zu sparen. „Der Zeitpunkt ist jetzt“, zeigt er sich überzeugt. Details würden auf der nächsten globalen KI-Konferenz Nvidia GTC Mitte März vorgestellt.
Der ABB-Manager fügt hinzu: „Wir sind überrascht wie schnell das angenommen wird. Wir haben eine große Gemeinschaft. 60.000 Ingenieure und Konstrukteure, die weltweit Zehntausende Roboter einsetzen, stehen bereit. Wir erwarten daher einen sehr schnellen Hochlauf.“
ChatGPT-Moment für Roboter: So sollen auch kleine Unternehmen profitieren
Insbesondere kleine und mittlere Unternehmen (KMU) sollen davon profitieren. Weil es dort kaum Großserienproduktion gebe, sei die schnelle Simulation und Anpassung von Roboterlösungen umso wichtiger. „Bisher hat der Robotereinsatz nur bei großen Produktionsvolumina Vorteile gebracht“, macht Nvidia-Manager Talla deutlich.
Talla vergleicht das mit dem ChatGPT-Moment, der zwei wesentliche Dinge verändert habe. „Am Anfang steht die Allzwecklösung, die mehrere Aufgaben übernehmen kann“, erklärt er. Zweitens sei das KI-Modell einfach zu nutzen. „Diese Idee verfolgen wir nun für die Robotik. Wir können die Technologie in die Robotik bringen, um die Modelle allgemeingültiger zu machen. Zudem wollen wir die Anwendung so leicht machen, dass Menschen nicht mehr programmieren müssen. Sie können die Roboter einfach anleiten“, verdeutlicht er.
Partnerschaft mit Nvidia gab es schon vor der Softbank-Akquisition
Die Kooperation mit Nvidia passt laut Segura zwar auch nach der Akquisition von ABB Robotics durch Softbank in die Zukunftsstrategie des Roboterherstellers. Die Partnerschaft bestehe aber im Bereich der autonomen mobilen Roboter schon länger. Sie werde nun ausgebaut.
Verkörperte KI: Humanoide Roboter bei ABB?
Ob ABB künftig auch humanoide Roboter anbieten wird, lässt Segura offen. „Wir haben eine Menge mobiler Roboterprodukte und Greiffunktionen für Roboter. Mit Sicherheit werden wir künftig neue Verköperungen in Verbindung mit physischer KI sehen“, ist er überzeugt. Bereits jetzt gebe es bei ABB rund 150 verschiedene Varianten von Robotern. „Das ist nicht, weil wir Komplexität mögen, sondern weil unsere Kunden Optimierung erwarten.“
Simulationsumgebung RobotStudio HyperReality: Verfügbarkeit und Kosten
Die Software RobotStudio bietet ABB kostenlos an. Kostenpflichtig ist dagegen die Premiumversion für die industrielle Nutzung. Die wird in einem Subskriptionsmodell individuell abgerechnet. Ähnliches soll ab der zweiten Jahreshälfte 2026 auch für RobotStudio HyperReality gelten. Genauere Angaben zur den Kosten macht ABB aktuell jedoch nicht.
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