A montadora alemã usa um novo software da fabricante de chips Nvidia para simular robôs de trens e trabalhadores humanos.
MONTADORA ALEMÃ BMW planeja começar a fabricar trens de força para veículos elétricos em uma vasta fábrica em Regensburg, Baviera, no final de 2021. Bem antes de qualquer nova peça sair da linha de produção, todo o processo de fabricação será executado em detalhes incrivelmente realistas dentro de uma versão virtual da fábrica.
A simulação permite que os gerentes planejem o processo de produção com mais detalhes do que era possível anteriormente, diz Markus Grüeneisl, que lidera a estratégia de produção da BMW. “Agora temos um gêmeo digital perfeito de nossa produção em tempo real”, diz ele.
A simulação faz parte do plano da BMW de usar mais inteligência artificial na fabricação. Grüeneisl diz que algoritmos de aprendizado de máquina podem simular robôs realizando manobras complexas para encontrar o processo mais eficiente. Com o tempo, a BMW deseja usar a simulação para que os robôs aprendam a realizar tarefas cada vez mais complexas.
A BMW usou uma plataforma de software chamada Omniverse , desenvolvida pela fabricante de chips Nvidia , para recriar a linha de produção de Regensburg. No ano passado, a BMW disse que estava usando uma plataforma de IA da Nvidia chamada Isaac para treinar robôs para novas tarefas .
“No futuro, estou muito certo de que podemos simplesmente colocar um novo robô nesta instalação e dizer, 'OK, converse com os outros robôs e encontre a melhor maneira de produzir este corpo'”, diz Grüeneisl.
Os fabricantes já usam simulações de computador para aprimorar suas linhas de montagem há algum tempo. Mas Omniverse permite que todo o processo de produção seja simulado com detalhes foto-realistas e com propriedades físicas como gravidade e diferentes materiais. É possível traçar o processo de produção do início ao fim e ver como as alterações em uma peça podem ter efeitos indiretos em outra. É mais fácil construir um ambiente virtual mais complexo porque diferentes modelos 3D podem ser importados para o sistema. Omniverse usa um padrão de arquivo aberto compatível com vários pacotes de design auxiliado por computador.
O software também simulará avatares de trabalhadores humanos agarrando peças e ferramentas, e montando componentes, para encontrar o melhor procedimento e minimizar problemas ergonômicos. Também pode permitir que menos trabalhadores concluam um determinado trabalho, diz Grüeneisl.
“Fazemos simulação de IA de como as pessoas se movem pela fábrica”, diz Richard Kerris, gerente geral da Omniverse na Nvidia. Ele chama o projeto de “uma das simulações mais complexas que já foram feitas”.
Há um interesse crescente no uso de IA para controlar robôs e outras máquinas industriais. Incentivadas pelo progresso recente em IA, algumas startups estão focadas em fazer com que os robôs aprendam em simulação como executar tarefas terrivelmente difíceis, como agarrar objetos irregulares , tecnologia que poderia eventualmente ajudar a automatizar muito o comércio eletrônico e o trabalho de logística. Isso geralmente usa uma abordagem de IA chamada aprendizagem por reforço , que envolve um algoritmo experimentando e aprendendo, a partir de um feedback positivo, como atingir um objetivo específico.
“Este é definitivamente o caminho a percorrer”, diz Ding Zhao , um professor da Carnegie Mellon University que se concentra em IA e simulações digitais. Zhao diz que as simulações são cruciais para o uso de IA para aplicações industriais, em parte porque é impossível fazer as máquinas rodarem milhões de ciclos para coletar dados de treinamento. Além disso, diz ele, é importante que os modelos de aprendizado de máquina aprendam experimentando situações inseguras, como a colisão de dois robôs, o que não pode ser feito com hardware real. “O aprendizado de máquina consome muitos dados e coletá-los no mundo real é caro e arriscado”, diz ele.
Willy Shih , professor da Harvard Business School especializado em tecnologia de manufatura, diz que a sofisticação da simulação tem aumentado constantemente, e ele diz que a simulação economiza tempo e dinheiro principalmente ao se antecipar a problemas de manufatura futuros.
Shih diz que há muito entusiasmo em torno da IA para fabricação, mas acrescenta: “Há muitas e muitas aplicações” para a tecnologia também.
O CEO da Nvidia, Jensen Huang, discutiu o uso do Omniverse pela BMW durante sua apresentação na conferência GTC anual da empresa, realizada virtualmente na segunda-feira. A Nvidia inicialmente fez chips gráficos para jogos, mas ampliou seu foco quando esses chips provaram ser adeptos de programas de treinamento de IA. Desde então, a empresa saltou para vários outros setores onde a IA é importante, incluindo automotivo e imagens médicas.
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