La revolución de NVIDIA Omniverse

El año 2024 es el año de NVIDIA OMNIVERSE, una plataforma que ha revolucionado el trabajo de los desarrolladores en múltiples sectores.

Se aplica con éxito en el desarrollo de videojuegos, producción de películas, el campo de la arquitectura, la simulación industrial, además de la formación, y el sector de la ingeniería y la manufactura. ITCL ya lo ha integrado en sus procesos, y se encuentra en una posición privilegiada para liderar proyectos innovadores y contribuir significativamente al desarrollo de soluciones avanzadas en robótica y simulación.

ÍNDICE

¿Qué es NVIDA OMNIVERSE?
Componentes ensenciales NVIDA OMNIVERSE
Más herramientas y formatos
Aplicaciones de NVIDIA OMNIVERSE
Integración de ITCL en OMNIVERSE

¿QUÉ ES NVIDIA OMNIVERSE?

NVIDIA, fundada en 1993, ha revolucionado el mundo de la tecnología con innovaciones que van desde sus tarjetas gráficas GeForce hasta sectores como inteligencia artificial y computación de alto rendimiento. En la actualidad es la empresa más valiosa del mundo.

Hagamos un poco de historia. Todo comenzó con el lanzamiento de la GeForce 256 en 1999, la primera GPU con procesamiento paralelo, estableció a NVIDIA como líder en el mercado de GPUs. En 2006, la introducción de CUDA permitió el uso de GPUs para tareas no gráficas, como el entrenamiento de modelos de IA. El crecimiento explosivo de la IA en la última década ha impulsado a NVIDIA a la cima del mercado, convirtiéndola en la empresa más valiosa del mundo en junio de 2024, superando a gigantes como Microsoft y Apple, con un valor de mercado de 334 billones de dólares. Recientemente, la compañía se ha aventurado en el desarrollo de software colaborativo con NVIDIA Omniverse.

NVIDIA Omniverse es una plataforma de APIs, SDKs y servicios que permiten a los desarrolladores integrar fácilmente Universal Scene Description (USD) y las tecnologías de renderizado RTX en herramientas de software y flujos de trabajo de simulación existentes para construir sistemas de IA.

USD (desarrollado por Pixar) es un marco para el intercambio de datos de gráficos por computadora en 3D. El marco se centra en la colaboración, la edición no destructiva y en habilitar múltiples vistas y opiniones sobre los datos gráficos. USD se utiliza en muchas industrias, incluyendo efectos visuales, arquitectura, diseño, robótica, CAD y renderizado.

La plataforma también admite un mercado rico para facilitar a los proveedores, expertos en dominios e integradores de sistemas monetizar su experiencia y servicios. Esto mejora la capacidad de los usuarios empresariales para combinar capacidades de diseño, desarrollo, prueba y monitoreo a través de varias herramientas. Nvidia actualmente tiene asociaciones con proveedores líderes de gestión del ciclo de vida del producto, sistemas de información geográfica, CAD, ingeniería asistida por computadora, simulación y motores de juego.

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COMPONENTES ESENCIALES NVIDIA OMNIVERSE:

Nvidia Omniverse optimiza los flujos de trabajo para el diseño, simulación y mejora de equipos, productos y procesos en diversos roles y experiencias de diseño virtual. Además, puede funcionar como una capa de integración que abarca herramientas de diferentes proveedores, reduciendo los desafíos en la creación de integraciones específicas para distintos flujos de trabajo. Por ejemplo, los equipos pueden usar herramientas de diseño de un proveedor, herramientas de simulación de otro y motores de renderizado de un tercero para optimizar los esfuerzos de desarrollo virtual.

La plataforma central de Nvidia Omniverse incluye los siguientes componentes esenciales para almacenar, conectar, simular, renderizar y desarrollar aplicaciones:

Nucleus. Un motor de colaboración y base de datos para almacenar, versionar y compartir datos de proyectos a través de aplicaciones y flujos de trabajo.
Connect. Un marco y conjunto de herramientas para conectar y sincronizar datos entre herramientas de diseño, ingeniería y renderizado.
Kit. Un kit de desarrollo de software para construir aplicaciones, herramientas y experiencias de usuario personalizadas u tilizando C++ y Python.
Simulation. Una colección de tecnologías de Nvidia que conecta activos 3D a varios motores de simulación.
RTX Renderer. Un motor de renderizado que puede escalar a través de múltiples motores de unidades de procesamiento gráfico para varias tareas de renderizado, incluyendo la experiencia de mundos virtuales en computadoras, dispositivos móviles y dispositivos.

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MÁS HERRAMIENTAS Y FORMATOS:

El verdadero valor de Nvidia Omniverse reside en su soporte a una amplia colección de herramientas y formatos de Nvidia, de terceros y de código abierto. Estos incluyen una variedad de complementos, extensiones y servicios, tales como:

Omniverse USD Composer. Ayuda a ensamblar grandes modelos 3D que abarcan múltiples componentes de diferentes fuentes.
Omniverse Audio2Face. Utiliza IA generativa para generar expresiones faciales realistas en avatares 3D.
Isaac Sim. Una plataforma de desarrollo y prueba para robots y sus algoritmos que admite simulación y puede exportar diseños a sistemas de diseño asistido por computadora (CAD) y controladores de robots. Simula diseños de robots y controladores exportados a sistemas de control.
Metropolis. Integra datos de cámaras e Internet de las cosas en flujos de trabajo de visión por computadora en ciudades y control de calidad industrial.
Clara. Simplifica el desarrollo de dispositivos médicos y aplicaciones de imágenes.
Drive. Ayuda a diseñar y probar sistemas de control de vehículos autónomos.
SimReady Assets. Simplifica el intercambio de datos entre diversos tipos de simulaciones.
Warehouse Creator. Ayuda a construir almacenes virtuales para mejorar la logística y los sistemas de control autónomo de robots.
Omniverse Replicator. Genera datos sintéticos para probar robots, autos autónomos y sistemas de control industrial.
Omniverse Launcher. Automatiza la descarga, instalación y actualización de conectores de aplicaciones de Omniverse para los usuarios.

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APLICACIONES DE NVIDIA OMNIVERSE:

NVIDIA Omniverse se está utilizando en diversas áreas, tales como:

En el ámbito del desarrollo de videojuegos. Permite a los diseñadores, desarrolladores y artistas trabajar juntos en entornos de juego detallados y realistas. La plataforma soporta la simulación de física avanzada y efectos visuales complejos, ofreciendo una experiencia de desarrollo más eficiente y dinámica. Esta colaboración en tiempo real mejora significativamente el flujo de trabajo, permitiendo ajustes inmediatos y pruebas rápidas de nuevos conceptos.
La producción de películas y animaciones también se beneficia enormemente. Los equipos de producción pueden crear animaciones de personajes y efectos visuales de alta calidad con una capacidad de renderización en tiempo real que facilita la visualización y modificación instantánea de los cambios. Esto no solo agiliza el proceso de producción, sino que también permite una colaboración más fluida entre equipos dispersos geográficamente.
En el campo de la arquitectura y el diseño. Omniverse proporciona herramientas para la visualización de proyectos arquitectónicos en 3D, simulación de entornos urbanos y paisajes, y la presentación de diseños interactivos a clientes y partes interesadas. Esta capacidad de crear representaciones detalladas y navegables de proyectos arquitectónicos permite a los arquitectos y diseñadores explorar y presentar sus ideas de manera más efectiva y atractiva.
La industria automotriz y la simulación industrial también encuentran en esta plataforma un aliado poderoso. Facilita la simulación de vehículos y procesos industriales, permitiendo pruebas virtuales de diseño y funcionalidad antes de la producción física. Esto no solo ahorra costos, sino que también reduce el tiempo de desarrollo y mejora la precisión de los diseños.
En el ámbito científico y educativo. Permite la visualización de datos complejos y la creación de entornos de aprendizaje interactivos. Los investigadores pueden simular fenómenos naturales y experimentos científicos, proporcionando una herramienta invaluable para la enseñanza y la investigación. La capacidad de visualizar y manipular datos en 3D enriquece el proceso de aprendizaje y facilita la comprensión de conceptos complejos.
La realidad virtual (VR) y la realidad aumentada (AR) son otros campos donde Omniverse muestra su versatilidad. Los desarrolladores pueden crear experiencias inmersivas que integran el mundo real con elementos virtuales, proporcionando aplicaciones útiles tanto para el entretenimiento como para el entrenamiento y la educación. La plataforma soporta la creación de aplicaciones interactivas que mejoran la experiencia del usuario y ofrecen nuevas posibilidades de interacción.
En el sector de la ingeniería y manufactura: permite el prototipado virtual de productos y procesos de manufactura, la simulación de ensamblajes y operaciones de fábrica, y la colaboración en tiempo real entre equipos de ingeniería y diseño. Esto optimiza el desarrollo de productos, reduce errores y mejora la eficiencia del proceso de fabricación.

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¿CÓMO ESTÁ INTEGRANDO ITCL OMNIVERSE?

ITCL ya ha adoptado el uso de Omniverse en varios proyectos que está desarrollando. En el proyecto CEL.IA por ejemplo, se ha utilizado Nvidia Omniverse con el simulador de robótica Isaac Sim para desarrollar una innovadora solución de control y simulación de robots en entornos virtuales en un estudio sobre entrenamiento de IAs para la armonización de colonias de robots. Se ha creado una biblioteca de Python que conecta la interfaz Gym de Gymnasium con Isaac Sim, permitiendo simulaciones de robots con alta fidelidad en física y sensores, usando Pytorch y Tensorflow para el aprendizaje automático.

La biblioteca creada incluye funciones para interactuar con el simulador, como cargar y modificar posiciones de robots, obtener su estado, generar imágenes sintéticas y controlar su velocidad. Esto permite la creación de un adaptador para la interfaz Gym, facilitando el control de robots con acciones continuas y discretas, proporcionando información del estado del robot en vectores para los algoritmos de aprendizaje y manipulando la simulación para un aprendizaje más dinámico mediante técnicas como el reward shaping.

ITCL, aprovechando las capacidades de Omniverse, está en una posición privilegiada para liderar proyectos innovadores y contribuir significativamente al desarrollo de soluciones avanzadas en robótica y simulación. La adopción de Omniverse promete un futuro lleno de posibilidades, optimizando procesos y fomentando la colaboración en tiempo real en diversas industrias.

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