로봇 팔로 자율적인 장비 검사와 생산 라인 내 원활한 신제품 통합 구현

엔비디아가 글로벌 최대 컴퓨터 그래픽 콘퍼런스인 시그라프(SIGGRAPH)에서 아마존 디바이스 앤 서비스(Amazon Devices & Services)가 엔비디아(NVIDIA) 디지털 트윈 기술을 활용해 새로운 피지컬 AI 소프트웨어 솔루션으로 제조 분야에서 혁신을 이끌고 있다고 밝혔다.

이번 달 아마존 디바이스 생산 시설에 도입된 이 혁신적인 솔루션은 시뮬레이션 우선 접근 방식을 적용한 제로 터치(zero-touch) 제조 방식이다. 이는 로봇 팔이 다양한 장비의 제품 품질을 검사하고 새로운 제품을 생산 라인에 통합하도록 훈련하는 것이다. 이 모든 과정은 하드웨어 변경 없이 합성 데이터를 기반으로 이뤄진다.



이 새로운 기술은 아마존 디바이스가 개발한 조립 라인 공정 시뮬레이션 소프트웨어와, 엔비디아 기술에 기반한 디지털 트윈 내 제품을 결합한다. 이 기술은 모듈형 AI 기반 워크플로우를 통해 기존 검사 장비보다 더 빠르고 효율적인 검사를 진행한다.

공정과 제품을 디지털 트윈 내에서 시뮬레이션하면 비용과 시간이 많이 소요되는 물리적 프로토타이핑의 필요가 없어진다. 이는 제조업체의 워크플로우를 간소화하며, 신제품을 소비자에게 전달하는 시간을 단축한다.

이 솔루션은 아마존 장비와 공장 작업대의 사실적인 물리 기반 표현을 토대로 합성 데이터를 생성하며, 로봇 운영을 위한 제로샷(zero-shot) 제조를 가능하게 한다. 이처럼 공장에 특화된 데이터는 시뮬레이션과 실제 작업 환경에서 AI 모델 성능을 향상시키는 데 활용된다. 이를 통해 배포에 앞서 시뮬레이션과 실제 간 격차를 최소화한다.

아마존 디바이스 앤 서비스는 디지털 트윈 환경에서 로봇을 훈련시켜 새로운 장비를 인식하고 다룰 수 있도록 한다. 이를 통해 더 빠르고 제어가 용이하며 모듈화된 제조 파이프라인을 구축할 수 있게 됐다. 이로써 제조 라인은 소프트웨어만으로도 한 제품의 감사 작업에서 다른 제품으로 손쉽게 전환할 수 있다.

로봇의 동작은 시뮬레이션에서 수행된 훈련을 기반으로 제품 제조에 필요한 모든 과정을 구성할 수 있으며, 이는 조립, 테스트, 포장, 검사 단계 등을 포함한다. 엔비디아 아이작(Isaac) 기술 제품군은 아마존 디바이스 앤 서비스가 물리적으로 정확한 시뮬레이션 우선 접근 방식을 구현할 수 있도록 지원한다.

아마존 디바이스 앤 서비스는 신규 장치가 도입되면 컴퓨터 지원 설계(computer-aided design, CAD) 모델을 엔비디아 옴니버스(Omniverse) 플랫폼 기반 오픈 소스 로보틱스 시뮬레이션 참조 애플리케이션인 엔비디아 아이작 심(Sim)에 적용한다.

엔비디아 아이작은 각 장치의 CAD 모델을 통해 5만 개 이상의 다양한 합성 이미지를 생성하며, 이는 물체와 결함 탐지 모델 훈련에 필수적이다.이후 아이작 심은 해당 데이터를 처리하고, 엔비디아 아이작 ROS를 활용해 제품 취급을 위한 로봇 팔 궤적을 생성한다.