Nvidia、デジタルツイン技術を進化させるOmniverse Cloud APIを発表
Nvidiaは、Omniverse Cloudアプリケーションプログラミングインタフェース（API）を発表し、デジタルツインソフトウェアツールの新たな進展を遂げました。このAPIは、Ansys、Cadence、Siemensなどの業界の主要プレイヤーと連携し、デジタルツインアプリケーションの新時代を切り開くことが期待されています。この発表は、カリフォルニア州サンノゼで開催されたNvidia GTC 2024イベントの際に行われました。
Omniverse Cloud APIの導入は、デジタルツイン技術に革命をもたらします。これにより、開発者は従来のソフトウェアアプリケーションにOmniverseの機能を統合し、ワークフローの改善とさまざまな産業セクターにおけるデジタルツインの迅速な作成が可能になります。私は火曜日の午後4時にGTCで行われるパネルディスカッションをモデレートします。
「私たちは、製造されるすべてのものにデジタルツインが存在する未来を描いています」と、NvidiaのCEO、ジェンセン・フアンはGTC 2024の基調講演で述べました。「Omniverseは、物理的にリアルなデジタルツインを創造し、管理するためのオペレーティングシステムです。生成AIとOmniverseを活用することで、重工業を革新し、創造者に無限の機会を提供しています。」
消費者向けMetaバースの進展はゆるやかですが、産業Metaバースは急速に進展しています。Nvidiaは、3DシミュレーションのためにPixarが設計したデータ交換フォーマットであるUniversal Scene Description（USD）を活用し、Omniverseの開発に5年を費やしました。企業向けには、NvidiaはOmniverseを年間4,500ドルでライセンス提供しており、Omniverse Cloud APIの導入はこのGTCイベントのハイライトとなっています。
「Omniverseは、物理ベースの産業デジタル化アプリケーションを構築し展開するためのプラットフォームです。AIが物理領域に移行するためのフィードバックループを代表しています。Omniverseは単なるツールではなく、Siemens、Autodesk、Adobeなどの世界最大の設計、CAD、シミュレーションプラットフォームと結びつくエコシステムです」と、Nvidiaのシミュレーション担当バイスプレジデントであるレヴ・レバレディアンはGamesBeatとのブリーフィングで述べました。「当社のソフトウェアパートナーであるSiemensやAnsysは、Omniverseを活用して革新的なツールやサービスを創出しています。BMW、Amazon Robotics、Samsungなどの顧客は、自社ツールの開発にOmniverseを利用し、産業オペレーションをつなげています。」
生成AIとデジタルツインは、多様な業界の企業が製品を設計、製造、運用する方法を変革しています。これまで、企業は物理的なプロトタイプと高コストの変更に依存しており、このプロセスは高額でエラーが発生しやすいものでした。そのため、イノベーションが制限され、市場投入までの時間が延びることがありました。
デジタルツイン理論では、工場をデジタルで構築し、すべての操作をリアルにシミュレーションすることで、実際の建設前に設計の反復改善を可能にします。稼働後、デジタルツインはセンサーから収集したリアルタイムデータに基づいて迅速に再構成し、生産プロセスの最適化を図り、コストを大幅に削減します。
レバレディアンは、重工業は労働力不足、サプライチェーンの制約、複雑な地政学的環境といった課題に直面しており、自動化やソフトウェアソリューションの導入が急務だと指摘しました。「彼らは、資産やプロセスを設計、シミュレーション、構築、運用、最適化するためにデジタルツインを作成しています。このアプローチは、運用効率を向上させ、数十億ドルのコストを節約します。これらのデジタルツインは、ロボットシステムやAIの仮想トレーニング環境の基盤となり、仮想環境で開発されたアルゴリズムが実世界で効果的に機能することを保証します。」
Omniverse Cloud API
NvidiaのOmniverse Cloud APIは、産業Metaバースの能力を強化します。新たに発表された5つのOmniverse Cloud APIは、開発者に強力なツールキットを提供します。
1. USD Render: OpenUSDデータから完全なレイトレースレンダリングを生成します。
2. USD Write: ユーザーがOpenUSDデータを変更し、対話することを可能にします。
3. USD Query: シーンのクエリやインタラクティブなシナリオをサポートします。
4. USD Notify: USD内の変更を追跡し、更新情報を提供します。
5. Omniverse Channel: シーンを跨いでユーザーとツールを接続し、コラボレーションを強化します。
「Omniverse Cloud APIは、開発者が既存のアプリケーションやワークフローにOpenUSDおよびRTXのOmniverse技術を統合する力を与えます」とレバレディアンは述べました。「このAPIは、ISV（独立ソフトウェアベンダー）にリアルタイムレンダリングツール全体で包括的なOmniverseの相互運用性を提供し、デバイス間のコラボレーションの可能性を広げます。これらのAPIは、今年後半にMicrosoft Azure上で利用可能になり、開発者は企業や消費者向けの管理サービスを提供できます。世界の主要な産業ソフトウェア企業がこれらのAPIを採用し、Siemensを皮切りに数十万人のユーザーにリーチしています。」
SiemensやAnsysなどの企業は、すでに自身のプラットフォームにOmniverse Cloud APIを導入しています。たとえば、SiemensはこれらのAPIをクラウドベースの製品ライフサイクル管理ソフトウェア「Teamcenter X」に統合することで、自社のXceleratorプラットフォームを強化しています。
「Nvidia Omniverse APIを通じて、Siemensは顧客に生成AIを提供し、より没入型の物理ベースのデジタルツインを作成します」とSiemens AGの社長兼CEO、ローランド・ブッシュは述べました。「この統合により、チームは次世代製品や製造プロセスを物理的な生産が始まる前に仮想的に設計、構築、テストすることができます。」
私は1月のCES 2024でデジタルツインに関してブッシュにインタビューしました。AnsysとCadenceもOmniverse Cloud APIを活用し、自動運転車やデジタルツインプラットフォーム向けのソフトウェアソリューション内でデータの相互運用性とリアルタイムビジュアライゼーションを確保しています。
自動化機械の需要が高まる中、効率的なワークフローの必要性が増しています。Omniverse Cloud APIは、シミュレーションツール、センサーソリューション、およびAIベースのモニタリングシステムとのギャップを埋め、自律ロボットや自動運転車の迅速な開発を促進します。
「産業デジタル化の新たな段階が始まりました」とMicrosoftの新興技術部門のコーポレートバイスプレジデント、アンディ・プラットは強調しました。「Microsoft Azure上でホストされるNvidia Omniverse APIを利用することで、世界中の組織が接続し、コラボレーションし、既存のツールを拡張して次世代のAI対応デジタルツインを先駆けることができます。」
Omniverse Cloud APIの発表は、世界中の産業のデジタルトランスフォーメーションにおける画期的な瞬間を示しています。NvidiaのAI駆動技術を活用することで、企業は前例のないイノベーションと効率を実現し、デジタル時代における設計、シミュレーション、構築、および運用プロセスを革新しています。
Omniverse Cloud APIを活用している産業ソフトウェア企業には、Ansys、Cadence、Dassault Systèmes、Hexagon、Microsoft、Rockwell Automation、Siemens、Trimbleなどがあります。
NvidiaとSiemensのパートナーシップ
Siemensは、Omniverseおよびデジタルツイン技術の導入に全力を注いでいます。SiemensのXceleratorプラットフォームは、製品ライフサイクル管理を強化する没入型ビジュアライゼーションツールを提供しています。Siemensは、Teamcenter Xから始めて、Xceleratorプラットフォームアプリケーション内に新しいNvidia APIを導入し始めました。
Teamcenter Xは、すべての規模の企業が製品開発をスケールアップするために依存するクラウドベースの製品ライフサイクル管理（PLM）ソフトウェアです。Nvidia OmniverseをTeamcenter Xと統合することで、Siemensはエンジニアリングチームが高い没入感とフォトリアルな物理ベースのデジタルツインを作成できるようにし、作業の非効率を最小化し、エラーを減少させます。
Siemensは、ソニーと協力して、拡張現実（XR）デザインがユーザーをより効果的に引きつける方法を示しました。Omniverse APIを使用することで、物理ベースのレンダリングでの素材適用、照明環境、サポート景観資産などのワークフローが生成AIを通じて大幅に加速されます。
AIの統合は、エンジニアリングデータを実世界の条件に合わせてコンテクスト化し、スチークホルダー（営業・マーケティングチーム、意思決定者、顧客など）に製品の外観に関する深い洞察を提供します。
Omniverse Cloud APIとXceleratorプラットフォームを連携させることで、Siemensは顧客が物理ベースのレンダリングでデジタルツインを改善できるようにし、産業規模での設計および製造プロジェクトを前進させます。生成AI機能を持つユーザーは、シームレスに3Dオブジェクトやハイダイナミックレンジの背景画像を生成し、資産の文脈を視覚化できます。
この統合により、HD Hyundaiのような持続可能な船舶製造のリーダー企業は、Teamcenter X内で複雑なエンジニアリング課題を視覚化できます。Nvidia GTCで、SiemensとNvidiaはHD Hyundaiが液化天然ガス運搬船（パーツ数700万以上）デジタルツインを視覚化する方法を示し、生産に移行する前の製品検証をサポートしました。
データセンター設計の革新
Nvidiaは、先進的なデータセンターのデジタルツインを設計するためにOmniverseを活用しています。企業はAnsys、Cadence、Patch Manager、Schneider Electric、Vertivなどの支援を受け、次世代データセンター構築のためのデジタル青写真も導入しました。
Nvidiaは、現代のデータセンターを開発、シミュレーション、および立ち上げることは、パフォーマンス、エネルギー効率、スケーラビリティを慎重に検討する必要がある複雑な作業であると指摘しています。これには、コンピュータ/ネットワーク設計、CADモデリング、機械・電気・熱工学など、さまざまな分野の高度な技術を持つエンジニアチームとのコラボレーションが求められます。これは、ジェンセン・フアンが頻繁に論じてきた「ソブリンAI」データセンターを指します。
展示フロアでは、NvidiaがOmniverse内で設計した完全稼働中のデータセンターのデジタルツインを紹介しました。革新性に富んだ設計には、液体冷却システム内のAIスパコンが含まれ、2つのラック、18のGrace CPU、36のNvidia Blackwell GPUが第4世代のNvidia NVLinkスイッチを通じて相互接続されています。新しいデータセンターの立ち上げを迅速化するために、NvidiaはOmniverseを介して接続されたソフトウェアツールを使用してデジタルツインを初めて作成しました。
エンジニアたちは、NavVis VLXウェアラブルライダーを用いて施設の正確な点群データとパノラマ画像を生成しました。Prevu3Dソフトウェアを用いて、イメージングクラスタを除去し、ポイントクラウドを3Dメッシュに変換することで、新しいデジタルデータセンターの正確な3Dモデルを生成しました。
Omniverseと統合されたCadence Realityプラットフォームを利用することにより、エンジニアは複数のCADデータセットを高い精度とリアリズムで視覚化しました。この統合は、OpenUSDベースの3Dアプリケーションをシームレスに開発するための強力なコンピューティング環境を提供しました。
Omniverse Cloud APIは、Patch ManagerやNvidia Airなどのさまざまなツールとの相互運用性も強化しました。エンジニアリングチームはPatch Managerを使用して、クラスタとネットワークインフラの物理レイアウトを設計し、正確なケーブル長と適切なルーティングを確保しました。
このデモは、デジタルツインが物理データセンターが生産される前に、ユーザーが設計を徹底的にテスト、最適化、検証できる方法を示しました。デジタルツインを介してデータセンターのパフォーマンスを視覚化することで、チームは設計を微調整し、潜在的なシナリオに備えることができます。
さらに、ユーザーはケーブルの長さ、電力、冷却、スペースといったさまざまな境界条件を全体的なデザインプロセスに組み込むことで、データセンターやクラスタの設計を洗練させることができます。これにより、エンジニアや設計チームは、従来以上に効率的かつ効果的に自らのクラスタをオンラインにすることが可能になります。
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