如果把數據形容為新石油,纜線就是輸油管。對 AI 相關服務的需求激增,帶動了超大規模資料中心的快速成長——這類設施設計用於支援數千台伺服器,以滿足龐大的運算、儲存與網路需求。這些設施可涵蓋數萬平方英尺和數英里的連接纜線。
在這種規模下,看似微小的效率耗損很快就會累積成巨大的損失。這就是工業機器人發揮作用的地方。然而,纜線的處理難度眾所皆知,就像在接聽重要電話之前,需要先解開有線耳機一樣。即使是人類習以為常的工作,例如插入 RJ45 乙太網路纜線,在訓練機器人時,也會有意想不到的細微差異。
Ansys (現已與 Synopsys 合而為一) 應用工程總監 Kishor Ramaswamy 表示:「沒有什麼是機器人習以為常的事。」「應該插入哪一個插孔?插頭應如何與介面對齊?拿纜線時的力度,或如何按壓連接器以確保已插入,但又不會太用力以致於纜線斷裂?如果纜線卡在某個物品上,該怎麼辦呢?」
現今,在受高溫和高電壓區域影響的環境中,將這些連接情景擴大到數千台伺服器,您就會明白機器人公司在解決佈線難題時所面臨的挑戰。資料中心的爆炸式成長需要只有模擬才能提供的物理 AI 解決方案。為了滿足市場需求,已經沒有時間在現實世界中訓練機器人,或進行多次實體原型的製作。機器人需要以合成資料進行訓練,並依據標準化基準進行評比,才能建立公平的效能評估環境。這類實體和虛擬基準測試將有助於讓高品質產品及時上市,以利用資料中心建造的浪潮。
Analog Devices Inc. (ADI) 勇於應對挑戰。該公司是全球半導體領導者,連結實體世界與數位世界。其工業機器人創新涵蓋運動控制、功能安全、進階感應、飛行時間 (ToF)、機器學習、高速乙太網路通訊,以及系統層級設計。
ADI 使用 Ansys Mechanical 有限元素分析軟體,在 NVIDIA Isaac Sim 環境中提升纜線和連接器模型的傳真度,以訓練並驗證用於纜線管理的各種機器人原則。Isaac Sim 是開放原始碼機器人模擬架構,可讓開發人員在基於實體的虛擬環境中,模擬和測試由 AI 驅動的機器人解決方案。
Ansys Mechanical 軟體提供高傳真度物理,以縮小「模擬到真實」(Sim2real) 的差距。Mechanical 軟體用於計算參數,以調整 Isaac Sim 中進行連接所需的引擎和模型,例如角度限制、斷裂力和彈性,然後將其封裝到通用場景描述 (OpenUSD) 資產中,以整合到 ADI 的 Isaac Sim 環境中。
Ramaswamy 表示:「纜線和連接器的物理特性非常複雜。」「舉例來說,結構模擬必須考慮非線性變形,夾持負載下材料的合規性,以及摩擦。」
除了 Mechanical 結構模擬之外,其他 Ansys 模擬軟體也能為機器人纜線管理提供實用的物理模擬。例如,Ansys AVxcelerate Sensors 自動感測器模擬軟體,可用於改善使用飛行時間 (ToF) 感測器的深度感應應用。
纜線靈活性基準測試設備
ADI 計畫使用模擬結果來推動其機器人解決方案,包括 ToF 感測器和觸覺感測器,提供精確的力和扭矩感測與測量。然而,該公司也透過一系列基準來分享所獲得的知識,以協助推動機器人產業的整體發展。
ADI 邊緣 AI 副總裁 Paul Golding 在一篇新聞稿中表示:「新思科技的多物理模擬是實現逼真機器人測試平台的關鍵因素。」「攜手 NVIDIA ,我們正使用這種傳真度來建立基準測試與數位孿生,讓模擬到現實轉移對於真正的工業靈活性而言具實用性。」
ADI 將提供這些基準測試的高傳真度數位孿生,讓客戶能夠使用自己的機器人平台,或利用 ADI 的參考設計及其採用 ADI 技術的高傳真度數位孿生,即時在 NVIDIA Isaac Lab 中開發 AI 解決方案。NVIDIA Isaac Lab 是用於機器人學習的開放原始碼統一框架。該框架涵蓋從環境設定到原則訓練的一切,並支援模仿和強化學習方法。
ADI 的平台將讓早期採用者 (包括川崎重工) 能夠模擬機器人效能,並產生預測準確度更高的合成資料,減少迭代物理測試週期並加速創新。
2026 年 3 月 16 日至 19 日在加州聖荷西舉行的 NVIDIA GTC 大會中,新思科技攤位將展示與 ADI 合作成果,包括具有力、視覺和接觸感應的雙手機械手臂設定,以及對應的數位孿生。