Nvidia Lança APIs do Omniverse Cloud, Avançando na Tecnologia de Gêmeos Digitais
A Nvidia lançou suas interfaces de programação de aplicações (APIs) do Omniverse Cloud, marcando um avanço significativo nas ferramentas de software para gêmeos digitais. Com a participação de importantes players da indústria, como Ansys, Cadence e Siemens, essas APIs estão prontas para impulsionar uma nova era de aplicações de gêmeos digitais, aprimorando processos de design, simulação e operações. Este anúncio foi feito durante o evento Nvidia GTC 2024 em San Jose, Califórnia.
A introdução das APIs do Omniverse Cloud é um divisor de águas para a tecnologia de gêmeos digitais. Ao integrar funcionalidades essenciais do Omniverse diretamente em aplicações de software existentes, os desenvolvedores podem agora refinar fluxos de trabalho e acelerar a criação de gêmeos digitais em diversos setores industriais. Eu moderarei um painel sobre digitalização industrial e gêmeos digitais na terça-feira, às 16h, durante o GTC.
“Vislumbramos um futuro onde tudo o que é fabricado terá gêmeos digitais”, disse Jensen Huang, CEO da Nvidia, durante sua palestra no Nvidia GTC 2024. “Omniverse atua como o sistema operacional para criar e gerenciar gêmeos digitais fisicamente realistas. Ao aproveitar a IA generativa e o Omniverse, estamos revolucionando indústrias pesadas, desbloqueando oportunidades ilimitadas para criadores.”
Embora o progresso no metaverso consumidor tenha sido gradual, o metaverso industrial está ganhando rápida momentum. A Nvidia dedicou cinco anos ao desenvolvimento do Omniverse, utilizando o Universal Scene Description (USD) — um formato de troca de dados criado pela Pixar para simulações 3D. Para as empresas, a Nvidia licencia o Omniverse por $4.500 anualmente, e a introdução das APIs do Omniverse Cloud é um dos destaques deste evento GTC.
“Omniverse é uma plataforma para construir e implantar aplicações de digitalização industrial baseadas em física. Representa um ciclo de feedback para a IA transitar para o mundo físico. O Omniverse não é apenas uma ferramenta; é um ecossistema que aprimora ferramentas existentes, conectando-se às maiores plataformas de design, CAD e simulação do mundo, como Siemens, Autodesk e Adobe”, afirmou Rev Lebaredian, vice-presidente de simulação da Nvidia, em uma coletiva de imprensa com a GamesBeat. “Nossos parceiros de software, como Siemens e Ansys, utilizam o Omniverse para criar ferramentas e serviços inovadores. Clientes como BMW, Amazon Robotics e Samsung aproveitam o Omniverse para desenvolver suas próprias ferramentas, conectando suas operações industriais.”
Tanto a IA generativa quanto os gêmeos digitais estão transformando a forma como empresas de diversos setores projetam, fabricam e operam seus produtos. Tradicionalmente, os empreendimentos dependiam de protótipos físicos e alterações dispendiosas para projetos industriais extensos, um processo caro e propenso a erros. Isso limitava a inovação e aumentava o tempo de lançamento ao mercado, de acordo com Lebaredian.
A teoria dos gêmeos digitais sugere a construção de uma fábrica digital para simular todas as operações de forma realista, permitindo o refinamento iterativo do design antes de iniciar a construção. Uma vez em operação, o gêmeo digital facilita reconfigurações rápidas com base em dados em tempo real coletados por sensores, otimizando processos de produção e reduzindo custos significativamente.
Lebaredian observou que as indústrias pesadas enfrentam escassez de mão de obra, restrições na cadeia de suprimentos e um complexo ambiente geopolítico, aumentando a urgência em adotar soluções autônomas e de software. “Eles estão criando gêmeos digitais para projetar, simular, construir, operar e otimizar ativos e processos”, explicou. “Essa abordagem melhora a eficiência operacional, economizando bilhões em custos. Uma vez estabelecidos, esses gêmeos digitais se tornam a base para sistemas robóticos e ambientes de treinamento virtual para IA, garantindo que algoritmos desenvolvidos em configurações virtuais funcionem de forma eficaz no mundo real.”
APIs do Omniverse Cloud
As APIs do Omniverse Cloud da Nvidia farão com que as capacidades do metaverso industrial avancem. As cinco novas APIs lançadas oferecem um conjunto robusto de ferramentas para desenvolvedores, incluindo:
1. USD Render: Gera renders totalmente ray-traced a partir de dados OpenUSD.
2. USD Write: Permite que os usuários modifiquem e interajam com dados OpenUSD.
3. USD Query: Facilita consultas de cena e cenários interativos.
4. USD Notify: Rastreia alterações no USD e fornece atualizações.
5. Omniverse Channel: Melhora a colaboração conectando usuários e ferramentas em cenas.
“As APIs do Omniverse Cloud capacitam os desenvolvedores a integrar tecnologias Omniverse para OpenUSD e RTX diretamente em suas aplicações e fluxos de trabalho existentes”, disse Lebaredian. “Isso oferece aos ISVs (fornecedores independentes de software) ampla interoperabilidade do Omniverse em ferramentas de renderização em tempo real e potencial para colaboração entre dispositivos. Essas APIs estarão disponíveis na Microsoft Azure ainda este ano, permitindo que os desenvolvedores ofereçam serviços gerenciados para empresas ou consumidores. As principais empresas de software industrial do mundo estão adotando essas APIs, alcançando centenas de milhares de usuários, começando pela Siemens.”
Empresas como Siemens e Ansys já estão incorporando as APIs do Omniverse Cloud em suas plataformas. A Siemens, por exemplo, está aprimorando sua Plataforma Xcelerator integrando essas APIs em seu software de gestão do ciclo de vida do produto baseado em nuvem, o Teamcenter X. “Por meio da API do Nvidia Omniverse, a Siemens fornece aos clientes IA generativa para criar gêmeos digitais baseados em física ainda mais imersivos”, afirmou Roland Busch, presidente e CEO da Siemens AG. “Essa integração permite que as equipes projetem, construam e testem produtos e processos de fabricação de próxima geração virtualmente antes da produção física.”
Entrevista com Busch sobre gêmeos digitais na CES 2024 em janeiro. Ansys e Cadence também estão utilizando as APIs do Omniverse Cloud para garantir interoperabilidade de dados e visualização em tempo real em suas soluções de software para veículos autônomos e plataformas de gêmeos digitais.
Com o aumento da demanda por máquinas autônomas, a necessidade de fluxos de trabalho eficientes se torna crucial. As APIs do Omniverse Cloud preenchem a lacuna entre ferramentas de simulação, soluções de sensores e sistemas de monitoramento baseado em IA, facilitando o rápido desenvolvimento de robôs e veículos autônomos. “A próxima fase da digitalização industrial começou”, enfatizou Andy Pratt, vice-presidente corporativo da Microsoft Emerging Technologies. “Com as APIs do Nvidia Omniverse hospedadas na Microsoft Azure, organizações em todo o mundo podem se conectar, colaborar e aprimorar suas ferramentas existentes para liderar a próxima geração de gêmeos digitais habilitados por IA.”
O lançamento das APIs do Omniverse Cloud representa um momento transformador na transformação digital das indústrias globalmente. Ao aproveitar a tecnologia impulsionada pela IA da Nvidia, as empresas podem alcançar inovação e eficiência sem precedentes, revolucionando seus processos de design, simulação, construção e operação na era digital.
As empresas de software industrial que utilizam as APIs do Omniverse Cloud incluem Ansys, Cadence, Dassault Systèmes, Hexagon, Microsoft, Rockwell Automation, Siemens e Trimble.
Parceria entre Nvidia e Siemens
A Siemens está totalmente comprometida em abraçar a tecnologia do Omniverse e gêmeos digitais. A plataforma Xcelerator da Siemens fornece ferramentas de visualização imersivas que melhoram a gestão do ciclo de vida do produto. A Siemens começou a adotar as novas APIs da Nvidia dentro de suas aplicações da plataforma Xcelerator, começando pelo Teamcenter X.
O Teamcenter X é o software de gestão do ciclo de vida do produto (PLM) baseado em nuvem da Siemens, utilizado por empresas de todos os tamanhos para escalar o desenvolvimento de produtos. Integrando o Omniverse da Nvidia com o Teamcenter X, a Siemens permite que suas equipes de engenharia criem gêmeos digitais baseados em física altamente imersivos e fotorrealistas, minimizando ineficiências no fluxo de trabalho e reduzindo erros.
Em colaboração com a Sony, a Siemens demonstrou como o design XR aprimorado pode envolver os usuários de forma mais eficaz. Utilizando as APIs do Omniverse, fluxos de trabalho como aplicação de materiais, ambientes de iluminação e apoio a ativos de cenário em renderizações baseadas em física serão significativamente acelerados por meio da IA generativa.
As integrações de IA contextualizarão dados de engenharia para refletir condições do mundo real, proporcionando aos stakeholders — incluindo equipes de vendas e marketing, tomadores de decisão e clientes — percepções aprimoradas sobre a aparência dos produtos.
Ao conectar as APIs do Omniverse Cloud com a plataforma Xcelerator, a Siemens permite que os clientes melhorem seus gêmeos digitais com renderização baseada em física, impulsionando projetos de design e manufatura em escala industrial. Com capacidades de IA generativa, os usuários podem gerar objetos 3D ou fundos de imagens de alta faixa dinâmica para visualizar ativos em contexto.
Essa integração capacita empresas como a HD Hyundai, líder em fabricação sustentável de navios, a visualizar desafios de engenharia complexos diretamente dentro do Teamcenter X. Na Nvidia GTC, a Siemens e a Nvidia mostraram como a HD Hyundai pode usar o software para visualizar gêmeos digitais de transportadores de gás natural liquefeito, que podem consistir em mais de 7 milhões de peças, ajudando na validação do produto antes de entrar em produção.
Revolucionando o Design de Data Centers
A Nvidia utiliza o Omniverse para projetar gêmeos digitais para data centers avançados. A empresa também apresentou um projeto digital para a construção de data centers de próxima geração usando gêmeos digitais do Omniverse, apoiado pela Ansys, Cadence, Patch Manager, Schneider Electric, Vertiv e outros.
A Nvidia observou que desenvolver, simular e lançar data centers modernos é uma tarefa complexa que requer cuidadosa consideração de desempenho, eficiência energética e escalabilidade. Envolve colaboração entre equipes de engenheiros altamente qualificados em vários campos, incluindo design de computação/rede, modelagem CAD e engenharia mecânica, elétrica e térmica. Esses aspectos inevitavelmente referem-se aos “data centers de IA soberana” que Jensen Huang frequentemente discute.
No evento, a Nvidia exibiu um gêmeo digital totalmente operacional de um data center projetado dentro do Omniverse. O design inovador inclui supercomputadores de IA dentro de um sistema de resfriamento líquido, com dois racks, 18 CPUs Grace e 36 GPUs Nvidia Blackwell, todos interconectados via switches Nvidia NVLink de quarta geração.
Para acelerar o lançamento de novos data centers, a Nvidia inicialmente criou seu gêmeo digital utilizando ferramentas de software conectadas através do Omniverse. Os engenheiros unificaram e visualizaram múltiplos conjuntos de dados CAD com precisão física e fotorrealista completa em Universal Scene Description (OpenUSD), utilizando a plataforma de gêmeo digital Cadence Reality alimentada pelas APIs do Omniverse.
O recentemente implementado cluster GB200 está programado para substituir um cluster existente em um dos data centers legados da Nvidia. Para iniciar a construção digital, a Kinetic Vision empregou o scanner lidar wearable NavVis VLX para gerar dados de nuvem de pontos e imagens panorâmicas da instalação.
Utilizando o software Prevu3D, os engenheiros removeram os clusters atuais e converteram a nuvem de pontos em uma malha 3D, produzindo um modelo 3D preciso da instalação para simular o novo data center digital.
Ao aproveitar a plataforma Cadence Reality integrada com o Omniverse, os engenheiros visualizaram múltiplos conjuntos de dados CAD com precisão e realismo aprimorados. A integração ofereceu um robusto ambiente computacional que permitiu às equipes desenvolver aplicações 3D baseadas em OpenUSD de forma contínua.
As APIs do Omniverse Cloud também melhoraram a interoperabilidade com várias ferramentas, incluindo Patch Manager e Nvidia Air. Utilizando o Patch Manager, a equipe de engenharia projetou o layout físico de seu cluster e infraestrutura de rede, garantindo comprimentos de cabos precisos e roteamento adequado.
A demonstração ilustrou como os gêmeos digitais podem permitir que os usuários testem, otimizem e validem minuciosamente os designs de data centers antes que suas contrapartes físicas sejam produzidas. Ao visualizar o desempenho do data center através de gêmeos digitais, as equipes podem aprimorar designs e se preparar para potenciais cenários.
Além disso, os usuários podem refinar os designs de data centers e clusters equilibrando várias condições de contorno — como comprimentos de cabos, energia, resfriamento e espaço — integrados no processo de design geral. Isso permite que engenheiros e equipes de design coloquem seus clusters online de maneira mais eficiente e eficaz do que nunca.
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