Ventions MachineMotion AI, angetrieben vom NVIDIA Isaac Manipulator, vereinfacht die skalierbare Bereitstellung KI-gesteuerter Roboter

Technologieunternehmen NVIDIA hat einen detaillierten Überblick über die in der NVIDIA Isaac Manipulator-Plattform enthaltenen Softwarebibliotheken und KI-Modelle cuMotion, nvblox, FoundationPose und FoundationStereo veröffentlicht, die die Betriebseffizienz KI-gesteuerter Roboterarme verbessern sollen.

Diese GPU-beschleunigten Komponenten ermöglichen Echtzeit-Bewegungsplanung, detaillierte räumliche Abbildung und präzise Tiefenwahrnehmung und unterstützen so die Bereitstellung fortschrittlicher Automatisierungslösungen mit reduzierter Integrationskomplexität. NVIDIA Isaac Manipulator ist als integrierte Software-Suite konzipiert, die durch den Einsatz leistungsstarker GPU-Technologien die Implementierung anspruchsvoller Robotermanipulatorfunktionen im industriellen Kontext erleichtert.

Die cuMotion-Bibliothek bietet Bewegungsplanung, Trajektoriengenerierung und inverse Kinematik mithilfe von GPU-Beschleunigung und trägt so zu einer schnelleren, kollisionsfreien Bewegungsausführung selbst in Umgebungen mit hohen räumlichen Einschränkungen bei. Dies soll die Zuverlässigkeit und Betriebspräzision verbessern, insbesondere in Umgebungen mit strengen Leistungsstandards. Das nvblox-Tool unterstützt Echtzeit-3D-Mapping, sodass Robotersysteme sich an veränderte räumliche Umgebungen anpassen und diese interpretieren können. Diese Funktion verbessert die Hindernisvermeidung und gewährleistet sichere Betriebsbedingungen.

FoundationPose bietet eine Posenschätzung mit sechs Freiheitsgraden unter Verwendung von RGB-D-Eingabe und ist so konzipiert, dass die Genauigkeit auch bei variabler Beleuchtung, reflektierenden Oberflächen und unterschiedlichen Objektformen erhalten bleibt. Um der begrenzten Verfügbarkeit realer Trainingsdaten für Roboter-KI-Modelle entgegenzuwirken, nutzte NVIDIA die synthetische Datengenerierung über Isaac Sim, um mehr als fünf Millionen Bilder zu erstellen und anschließend auf einem V100-GPU-System zu trainieren. Das Ergebnis war ein Zero-Shot-Modell, das ohne zusätzliches Training oder Feintuning sofort einsatzbereit ist und sich auf neue Objekte übertragen lässt.

FoundationStereo unterstützt eine präzise Stereotiefenschätzung und ermöglicht so eine zuverlässige Interaktion mit der Umgebung. Seine Funktionen sind so konzipiert, dass sie auch unter komplexen, unübersichtlichen oder dynamischen industriellen Bedingungen effektiv funktionieren. Das Modell wird anhand eines großen synthetischen Datensatzes trainiert und kann mit kostengünstiger Hardware wie Intel RealSense-Sensoren hochwertige Ergebnisse liefern. Die technischen Beiträge von FoundationStereo wurden auf der CVPR 2025 mit einer Nominierung für das beste Paper ausgezeichnet und gehören damit zu einer ausgewählten Gruppe unter Tausenden von Einreichungen.

Hauptanwendungen von Vention MachineMotion AI

MachineMotion AI von Vention ist ein industrieller Automatisierungscontroller, der die Integration KI-gestützter Robotik in Fertigungsumgebungen unterstützt. Der Controller basiert auf NVIDIA Jetson Orin und ist mit Mobilfunkkonnektivität ausgestattet. Er ermöglicht die schnelle Bereitstellung, Edge-Computing vor Ort und die Fernverwaltung von Robotersystemen und reduziert gleichzeitig die Komplexität der Infrastruktur.

Eine der Hauptanwendungen des Systems sind robotergestützte Pick-and-Place-Operationen direkt am Edge. Die eingebettete NVIDIA Jetson Orin-Hardware ermöglicht die Objekterkennung und -positionierung in Echtzeit innerhalb der Robotereinheit selbst. Dies minimiert Verarbeitungsverzögerungen und vermeidet die Abhängigkeit von externer Computerinfrastruktur.

Ein weiterer Anwendungsbereich ist die Fernüberwachung. Dabei ermöglicht die integrierte Mobilfunkverbindung des Controllers eine Diagnose, Systemüberwachung und Aktualisierung von Softwarekomponenten außerhalb des Standorts, wodurch die Notwendigkeit physischer Serviceanrufe reduziert wird.

MachineMotion AI wird auch in dynamischen Produktionsumgebungen eingesetzt, in denen Roboterkonfigurationen häufig angepasst werden müssen. Die Kompatibilität des Systems mit dem NVIDIA Isaac Manipulator und die Nutzung einer Low-Code-Softwareumgebung helfen Herstellern, Roboterzellen an unterschiedliche Aufgaben und Arbeitsabläufe anzupassen. Diese Anpassungsfähigkeit ist besonders nützlich, um Veränderungen im Produktdesign oder veränderten Produktionsanforderungen Rechnung zu tragen.

Durch die Kombination von Edge-KI-Verarbeitung mit vereinfachter Integration unterstützt MachineMotion AI skalierbare, reaktionsschnelle Roboterautomatisierungsstrategien in industriellen Kontexten und erweitert die funktionalen Fähigkeiten von Nvidia Isaac Software-Tools.

Repräsentativer Fall: Random Bin Picking System 

Eine praktische Anwendung des kombinierten NVIDIA Isaac Manipulators und Vention MachineMotion KI-Systems findet sich in industriellen Bin-Picking-Szenarien. Dabei integriert das System visuelle Wahrnehmung und Bewegungsplanung, um die automatisierte Objekthandhabung in unstrukturierten Umgebungen zu unterstützen.

Der Prozess beginnt mit FoundationPose, das RGB-D-Eingaben interpretiert, um die Position und Ausrichtung von Objekten im Behälter zu bestimmen. Diese Daten werden dann von cuMotion genutzt, um optimierte, kollisionsfreie Bewegungsbahnen für die Roboterarmbewegung zu berechnen. Diese Bewegungspläne werden über Ventions MachineMotion KI-Controller zur Ausführung an die Roboterhardware übermittelt. Das Ergebnis ist ein koordinierter Arbeitsablauf, der präzises Greifen und Neupositionieren von Objekten ermöglicht und den Anforderungen der industriellen Echtzeitautomatisierung gerecht wird.

Diese Systemkonfiguration bietet eine robuste Lösung für Aufgaben, die ein hohes Maß an Variabilität und Anpassungsfähigkeit erfordern. Durch die Integration von GPU-beschleunigter Wahrnehmung und geräteinterner Bewegungsplanung unterstützt sie leistungsstarke Automatisierung ohne Abhängigkeit von der Cloud-Infrastruktur.

Die gemeinsame Nutzung von NVIDIA Isaac Manipulator und MachineMotion AI bietet mehrere betriebliche Vorteile. Echtzeit-Reaktionsfähigkeit wird durch GPU-Beschleunigung auf NVIDIA Jetson-Modulen erreicht und ermöglicht so präzise Wahrnehmung und Manipulation auch in dynamischen Umgebungen. Das System ist zudem auf einfache Bereitstellung ausgelegt, da MachineMotion AI Integrationsbarrieren reduziert und die Implementierung vereinfacht. erweiterte Roboterfähigkeiten Darüber hinaus unterstützt die integrierte Mobilfunkverbindung die Fernüberwachung, Diagnose und Aktualisierung des Systems, wodurch eine kontinuierliche Optimierung ermöglicht und potenzielle Ausfallzeiten reduziert werden.