文:苏仲成(岭南大学研究生院客席助理教授)
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NVIDIA执行长黄仁勋在CES 2025的演讲中,揭示了AI发展的最新趋势,其中一个重要方向是物理AI的崛起。物理AI旨在让AI模型理解物理世界,包括物理动力学、几何空间关系、因果关系和物体恒存性等,并将这些理解应用于解决实际问题。黄仁勋在演讲中展示了NVIDIA的Cosmos平台,这是全球首个物理AI基础模型开发平台,可应用于机器人学和工业AI领域,为工业生产带来革命性的进展。
何谓物理AI?
物理AI的核心概念是让AI模型学习和理解真实世界的物理法则,例如重力、摩擦力、惯性、碰撞等。传统的AI模型主要擅长处理图像、文字、语音等资讯,而物理AI则更进一步,将AI的能力拓展到理解物体的运动、交互作用和行为模式。
Cosmos平台是NVIDIA推出的物理AI基础模型开发平台,其运作原理如下:
●数据输入:Cosmos模型可以接收文本、图像或视频等多种数据输入,例如描述物体运动的文字、物体的影像或物体运动的影片。
●物理模拟:Cosmos平台会根据输入的数据,利用内建的物理引擎模拟物体在真实世界中的运动轨迹和交互作用。
●输出结果:Cosmos模型可以输出模拟结果的视频,或是将模拟结果转化为机器人控制指令,让机器人执行特定的动作。
物流专案中的应用示范
黄仁勋在演讲中展示了Cosmos平台与Omniverse平台结合应用于物流仓储的案例。Keon是全球领先的仓储自动化解决方案供应商,Accenture是全球最大的专业服务供应商,NVIDIA与这两家公司合作,将物理AI应用于价值高达1兆美元的仓储和配送中心市场。
透过Cosmos和Omniverse平台,可以构建一个与真实仓库完全对应的数位孪生。在这个数位孪生中,可以模拟各种物流操作场景,例如货物搬运、机器人路径规划、库位最佳化等。AI模型可以在数位孪生中进行训练和测试,学习如何根据物理法则和环境限制,完成各种物流任务。
这个案例展示了物理AI在物流领域的应用潜力:
●提高效率:AI模型可以分析仓库布局、货物流线、机器人运作等数据,找到最佳化流程的方法,提高整体效率。
●降低成本:在数位孪生中进行模拟和测试,可以避免在真实环境中试错所带来的成本损失。
●提高安全性:AI模型可以预测潜在的危险情况,例如货物碰撞、机器人故障等,并采取相应的措施,提高安全性。
物理AI对工业生产的影响
物理AI的发展,将对工业生产带来深远的影响,以下是几个主要的影响方向:
1. 加速自动化进程
可以让机器人更精准地感知环境、理解任务、规划动作,进而提升自动化程度,取代更多人力;在制造业中,可以让机器人执行更复杂的组装、焊接、搬运等工作,提高生产效率和产品品质。
2.优化生产流程
可以分析生产线上的各种数据,例如机器运作状态、物料消耗、产品品质等,并根据物理法则和生产限制,找出最佳化的生产流程;在流程工业中,还可以调整生产参数,例如温度、压力、流量等,以达到最佳的产量和品质。
3.促进产品创新
可以帮助工程师设计和测试新的产品,例如模拟产品在各种环境下的性能,或是优化产品的结构和材料;在汽车工业中,可以模拟汽车的碰撞测试,或是优化汽车的空气动力学设计。
4.提升工作安全性
可以预测生产环境中的潜在危险,例如机器故障、物料掉落等,并及时采取措施,保护工作人员的安全;在建筑工地,可以监控工地环境,提醒工人注意安全,或是自动控制机器人避免危险动作。
总之,物理AI的发展,将为工业生产带来前所未有的变革,推动工业生产朝向更自动化、更智能化、更高效化和更安全化的方向发展。
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