Robotik und Simulation verbinden

ABB Robotics hat die Integration der Nvidia Omniverse-Bibliotheken in RobotStudio angekündigt, um Herstellern den Einsatz von physikalischer KI in realen Robotikanwendungen zu erleichtern. Ergebnis ist das System RobotStudio HyperReality.

Dazu Marc Segura, Präsident von ABB Robotics: „Mithilfe der beschleunigten Rechen- und Simulationstechnologien von Nvidia haben wir die letzten Hürden für die weltweite Realisierung von industrieller und physikalischer KI beseitigt und die Lücke zwischen Simulation und Realität geschlossen. Seit über 50 Jahren treibt ABB Robotics die Entwicklung intelligenter Industrieautomation voran – von der Pionierarbeit mit der ersten Generation vollelektrischer Industrieroboter über die Weiterentwicklung der digitalen Zwillingssimulation mit RobotStudio bis hin zur Gestaltung eines neuen Bereichs autonomer und vielseitiger mobiler Roboter. Die heutige Ankündigung mit Nvidia bringt physikalische KI in großem Maßstab in die Industrie.“

Die Zusammenarbeit konzentriert sich auf die Kombination der Software-Suite RobotStudio von ABB Robotics für Programmierung, Design und Simulation mit der physikalisch präzisen Simulationsleistung der Nvidia Omniverse-Bibliotheken, um die seit Langem bestehende Technologielücke zwischen Simulation und Realität zu schließen. Entwickler können Roboter in digitalen Zwillingen simulieren und synthetische Daten generieren, um ihre physikalischen KI-Modelle zu trainieren. So können Unternehmen jeder Art und Größe KI-gesteuerte Robotik für diverse industrielle Arbeitsabläufe einsetzen.

Die daraus resultierenden physikalisch präzisen Simulationen und Basismodelle, genannt RobotStudio HyperReality, werden durch Feedback aus realen Daten kontinuierlich optimiert und verbessern so das System stetig. Mit diesen Modellen lassen sich beliebig viele ABB-Roboter weltweit mit der von der Industrie geforderten Zuverlässigkeit und Genauigkeit trainieren.

Deepu Talla, Vice President of Robotics and Edge AI bei Nvidia: „Die Industrie benötigt physikalisch präzise Simulationen, um die Lücke zwischen virtuellem Training und dem großflächigen Einsatz KI-gesteuerter Robotik in der Praxis zu schließen. Die Integration der Nvidia Omniverse-Bibliotheken in RobotStudio bringt fortschrittliche Simulation und beschleunigte Rechenleistung in die einzigartige virtuelle Controller-Technologie von ABB Robotics und beschleunigt so die Markteinführung komplexer Produkte für Hersteller jeder Größe.“

Die „Simulation-Realität-Lücke“ schließen

Die seit Langem bestehende Diskrepanz zwischen Simulationsgenauigkeit und realen Lichtverhältnissen, Materialien und Umgebungen wird als „Simulation-Realität-Lücke“ bezeichnet. Seit Jahrzehnten schränkt diese Lücke die Möglichkeiten von Herstellern ein, fortschrittliche Fertigungsprozesse in der virtuellen Welt zu entwickeln.

Durch die Integration der Nvidia Omniverse-Bibliotheken in RobotStudio bietet ABB Robotics beispiellose Simulations- und Generierungsfunktionen für Roboter, die es intelligenten Robotern ermöglichen, diese Lücke mit einer Genauigkeit von bis zu 99 Prozent zu schließen. ABB ist der einzige Roboterhersteller mit einer virtuellen Steuerung, die dieselbe Firmware wie die Hardware verwendet. Dies gewährleistet eine nahezu perfekte Übereinstimmung zwischen Simulation und realer Leistung. In Kombination mit der Absolute Accuracy-Technologie von ABB Robotics, die Positionierfehler von 8–15 mm auf ca. 0,5 mm reduziert, bietet ABB unübertroffene Präzision in virtuellen und physischen Umgebungen und eignet sich daher ideal für hochpräzise industrielle Anwendungen. Diese Innovation ermöglicht es Herstellern, Produktionslinien virtuell zu entwerfen, zu testen und zu optimieren. Dadurch werden Rüst- und Inbetriebnahmezeiten um bis zu 80 Prozent verkürzt, Kosten durch den Wegfall physischer Prototypen um bis zu 40 Prozent gesenkt und die Markteinführungszeit für komplexe Produkte wie Unterhaltungselektronik um 50 Prozent beschleunigt.

ABB Robotics prüft zudem das Potenzial, die Edge-Computing-Plattform Nvidia Jetson in seinen Omnicore-Controller zu integrieren, um KI-Inferenz in Echtzeit direkt am Netzwerkrand für sein umfangreiches Roboterportfolio zu realisieren. Diese Ankündigung baut auf der langjährigen Zusammenarbeit von ABB Robotics mit Nvidia auf, darunter die bereits erfolgte Integration von Nvidia Jetson in die autonomen mobilen VSLAM-Roboter von ABB Robotics sowie die Entwicklung von KI-Rechenzentren im Gigawatt-Bereich.

Anwendungsbeispiele aus der Praxis: RobotStudio HyperReality wird Industriekunden jeder Größenordnung in einer Vielzahl von Branchen und Anwendungen unterstützen. Ausgewählte Kunden testen die Funktionen bereits vor der vollständigen Markteinführung für die 60.000 RobotStudio-Kunden von ABB Robotics weltweit in der zweiten Jahreshälfte 2026. Foxconn, der weltweit größte Auftragsfertiger für Elektronik, erprobt den ersten gemeinsamen Anwendungsfall in der Montage von Unterhaltungselektronik. Die automatisierte Montage kleinster Bauteile in der Unterhaltungselektronik stellt eine Herausforderung dar, da verschiedene Gerätevarianten unterschiedliche Produktionsmethoden erfordern und die empfindliche Metallstruktur präzises Pick-and-Place- und Montagemanagement sowie feinabgestimmte Einstellungen verlangt. Dies führt häufig zu zusätzlichem Zeitaufwand für die Fehlersuche und erfordert zusätzliche Entwicklungsressourcen. Mithilfe von RobotStudio HyperReality werden die Montageroboter von Foxconn virtuell trainiert. Anhand synthetischer Daten werden verschiedene reale Produktionsprozesse in unterschiedlichen Szenarien perfektioniert, bevor sie mit einer Genauigkeit von 99 Prozent in die Produktionslinie überführt werden. Durch die virtuelle Optimierung der Produktionslinien reduziert Foxconn Rüstzeiten und -kosten, da physisches Training und Tests entfallen.

Dr. Zhe Shi, Chief Digital Officer von Foxconn: „Präzision ist in der Fertigung von Unterhaltungselektronik alles, und bisher war dieses Maß an Genauigkeit und Detailtreue in Simulationen und digitalen Zwillingen einfach nicht möglich. Wir sind begeistert vom Potenzial der Zusammenarbeit von ABB Robotics und Nvidia. Sie ermöglicht paralleles Engineering für bessere Designs, einen schnelleren Produktionshochlauf und eine stärkere Produktentwicklung durch fortschrittliche KI-Inferenz und -Verständnis.“

Praktische Anwendung

Workr, ein in Kalifornien ansässiges Unternehmen für robotische Arbeitskräfte, das robotergestützte Fertigungslösungen für die Industrie anbietet, erweitert die Reichweite dieser Technologie auf kleine und mittlere Unternehmen in den USA. Auf Basis von ABB-Technologie gestützte Robotersysteme wurden mit synthetischen Daten mithilfe der Nvidia Omniverse-Bibliotheken trainiert und können ohne Programmierkenntnisse der Bediener eingesetzt werden. Durch die Kombination der industriellen Robotik von ABB mit der firmeneigenen KI-Plattform WorkrCore unterstützt das Unternehmen Hersteller bei der Bewältigung des akuten Fachkräftemangels. Die Roboterbelegschaft kann innerhalb von Minuten neue Aufgaben erlernen und ist von jedem bedienbar.

Ken Macken, CEO und Gründer von Workr, erklärte: „Diese Zusammenarbeit macht industrielle KI schon heute einsatzbereit. Gemeinsam mit ABB und Nvidia beweisen wir, dass fortschrittliche Automatisierung für Hersteller jeder Größe funktioniert.“