NVIDIA Omniverse: Dẫn đầu tương lai của AI và metaverse
Tuyển chọn TechFlowTuyển chọn TechFlow
NVIDIA Omniverse: Dẫn đầu tương lai của AI và metaverse
NVIDIA cho biết, chủ đề năm nay là "hiện thực hóa ứng dụng của Omniverse".
Chuyên sâu báo cáo Web3Bài viết: MetaPost
Tại hội nghị CadenceLIVE Silicon Valley 2024 vừa qua, Huang Renxun từng công bố rằng AI sẽ mang lại sự đột phá cách mạng cho ba lĩnh vực lớn: trung tâm dữ liệu, robot và xe tự hành, khoa học đời sống. Việc giá robot hình người giảm xuống mức từ 10.000 đến 20.000 USD chắc chắn sẽ là xu hướng trong tương lai, bởi các doanh nghiệp công nghệ toàn cầu đều đang tăng cường đầu tư vào lĩnh vực này, bao gồm cả NVIDIA cũng đã thành lập phòng thí nghiệm robot.
"Chúng ta cần một động cơ mô phỏng để hiện thực hóa thế giới dưới dạng kỹ thuật số cho robot, nơi mà robot có thể học cách trở thành một robot – chúng tôi gọi thế giới ảo này là Omniverse."
Ai lại không muốn sở hữu một robot hình người với mức giá thấp hơn? Trước khi sở hữu robot thật, có lẽ chúng ta có thể bắt đầu bằng việc sở hữu 'phòng tập gym' của nó trước đã.
Omniverse ở khắp mọi nơi
Thay vì nói rằng cả ngành công nghệ phụ thuộc vào NVIDIA, thì đúng hơn nên nói rằng chiến lược phát triển của NVIDIA quá tiên phong.
Ngay từ trước khi khái niệm metaverse bước vào tầm nhìn đại chúng, NVIDIA đã bắt tay vào nghiên cứu và tích lũy các công nghệ liên quan. Sau khi thấu hiểu sâu sắc nhu cầu về thế giới ảo và song sinh kỹ thuật số (digital twin) trong nhiều ngành, NVIDIA đã tiến hành nghiên cứu chuyên sâu và ra mắt nền tảng Omniverse. Trong suốt quá trình không ngừng cải tiến giải pháp của mình, nhiều doanh nghiệp lớn đã lần lượt sử dụng Omniverse để xây dựng hệ thống song sinh kỹ thuật số hoặc metaverse công nghiệp riêng.
Omniverse không phải là một công cụ đơn lẻ, mà là một nền tảng công nghệ — một nền tảng ứng dụng số hóa công nghiệp dựa trên mô phỏng vật lý, phục vụ phát triển và triển khai. Hầu hết người dùng có thể đã quen thuộc với các phần mềm ISV yêu thích hoặc đã làm quen với một hệ sinh thái nhất định; Omniverse có khả năng tích hợp và nâng cao chức năng của những công cụ đó, đồng thời kết nối các công cụ và tài sản kỹ thuật số hiện có vào hệ sinh thái quy mô lớn nhất thế giới dành cho thiết kế và mô phỏng công nghiệp.
Như ai cũng biết, NVIDIA là nhà phát minh GPU và cũng là nhà lãnh đạo ngành trong lĩnh vực trực quan hóa hình ảnh chuyên nghiệp. NVIDIA có thể tận dụng GPU để thực hiện render pixel cấp cao, render đỉnh, hỗ trợ ray tracing độ phân giải lên tới 10K, đồng thời thực hiện mô phỏng dựa trên các quy luật vật lý. Khi kết hợp khả năng kết nối và quản lý mọi tài sản kỹ thuật số cùng hiệu suất đồ họa cấp cao và công nghệ AI, chúng ta có được nền tảng Omniverse.
Kể từ khi ra đời năm 2019, trải qua 5 năm, Omniverse đã cập nhật nhiều phiên bản, bổ sung vô số tính năng mới, phủ sóng hàng loạt kịch bản ứng dụng trong các ngành như ô tô, sản xuất, truyền thông, điện ảnh, kiến trúc, năng lượng, tính toán khoa học và mô phỏng.
Theo chính lời NVIDIA nói: "Omniverse is everywhere!"
Tại sao AI không thể tách rời khỏi Omniverse?
Sự gia tăng mạnh mẽ trong triển khai AI tạo sinh (generative AI) đang thúc đẩy chuyển đổi số trong mọi ngành nghề, đồng thời hoàn toàn thay đổi các quy trình làm việc của xe tự lái, robot hình người, kho thông minh, thành phố thông minh quy mô lớn... Các quy trình mô phỏng đào tạo dựa trên AI của Omniverse cũng như giai đoạn triển khai sau đó sẽ đón nhận bước tăng tốc hoàn toàn mới.
1. Môi trường huấn luyện AI đặt ra yêu cầu gì đối với ứng dụng?
Đầu tiên, yếu tố then chốt là hiệu suất. Hiệu suất quyết định tất cả — nếu huấn luyện chậm, sản phẩm của bạn cũng chậm hơn người khác, chỉ đạt mức "có thể dùng được" hoặc "khá ổn", thậm chí vận hành chậm hơn đối thủ, thì chưa kịp tung sản phẩm ra thị trường, bên kia có thể đã chiếm lĩnh rồi. Hiệu suất huấn luyện và triển khai hoàn toàn phụ thuộc vào năng lực tính toán, và cuối cùng quy về nguồn cung GPU.
Thứ hai là độ trung thực cao (high fidelity). Độ trung thực cao thể hiện ở độ chính xác trong render, mô hình và huấn luyện. Các tài sản kỹ thuật số khác nhau có yêu cầu độ chính xác khác nhau. Ví dụ, các ứng dụng hoặc mô hình dành cho người tiêu dùng (C-end) như hệ thống đề xuất hay dòng chảy dữ liệu không yêu cầu độ chính xác render quá cao. Tùy theo yêu cầu độ chính xác của từng người dùng, có thể dùng độ chính xác kép để render, huấn luyện và tính toán mô hình, từ đó đưa ra các giải pháp phù hợp.
Thứ ba, kết quả cần được render lên thiết bị hiển thị đầu cuối của người dùng. Omniverse cung cấp các giải pháp chuyên nghiệp, trực quan và cộng tác, đảm bảo chất lượng hình ảnh cuối cùng tốt, tuân thủ các định luật vật lý, có theo dõi tia sáng (ray tracing), và tất cả điều này cuối cùng vẫn phải dựa vào sức mạnh tính toán của GPU.
2. Mô phỏng là chìa khóa nâng cao mức độ an toàn
Trước nay, các nhà phát triển thường dùng dữ liệu từ thế giới thực để huấn luyện, kiểm thử và xác minh. Tuy nhiên, phương pháp này có hạn chế khi gặp các tình huống hiếm hoặc dữ liệu không thể thu thập trong thực tế. Mô phỏng cảm biến lại cung cấp giải pháp hoàn hảo để kiểm tra vô số kịch bản giả định và điều kiện môi trường khác nhau, giúp đơn giản hóa quy trình phát triển, nâng cao hiệu suất và hạ thấp rào cản phát triển máy móc tự chủ.
Mô phỏng cực kỳ quan trọng trong việc huấn luyện, kiểm thử và triển khai các hệ thống tự chủ. Nhưng để đạt được mức độ mô phỏng chân thực như thế giới thực là điều rất khó, đòi hỏi phải mô hình hóa chính xác các đặc tính vật lý và hành vi của cảm biến hệ thống tự chủ và môi trường xung quanh.
Omniverse có thể thực hiện toàn bộ quy trình huấn luyện và kiểm thử nhờ mô phỏng cảm biến trung thực cao và tuân thủ vật lý, giúp các nhà phát triển hiểu và dự đoán tốt hơn hiệu suất của hệ thống tự chủ trong thế giới thực — giống như gắn một bộ não siêu việt cho xe tự lái hay robot, khiến chúng hoạt động xuất sắc và an toàn hơn trong thế giới thực.
Ngoài ra, ứng dụng của Omniverse trong lĩnh vực AI còn thể hiện ở khả năng xử lý và phân tích dữ liệu hiệu quả. Bằng cách tích hợp các thuật toán AI, Omniverse có thể thực hiện học sâu (deep learning) trên lượng lớn dữ liệu mô phỏng, từ đó tối ưu hóa thiết kế sản phẩm, nâng cao hiệu suất sản xuất, dự đoán nhu cầu bảo trì, v.v.
Omniverse Cloud API: Chương mới cho Song sinh kỹ thuật số
Năm 2022, Omniverse Cloud được ra mắt; tại GTC 2024, năm API mới của Omniverse Cloud được công bố. Nhờ Omniverse Cloud API, các nhà phát triển có thể dễ dàng tích hợp các công nghệ cốt lõi của Omniverse trực tiếp vào các phần mềm thiết kế và tự động hóa song sinh kỹ thuật số hiện có, cũng như vào các quy trình mô phỏng nhằm kiểm thử và xác minh robot hoặc xe tự hành và các hệ thống tự chủ khác.
Huang Renxun nói: "Các nhà thiết kế làm việc từ xa có thể cộng tác như thể họ đang ở cùng một phòng làm việc; các nhân viên lập kế hoạch nhà máy có thể thiết kế quy trình sản xuất mới trong bản sao kỹ thuật số của nhà máy thực; trước khi phát hành phần mềm mới cho đội xe tự hành, kỹ sư phần mềm có thể kiểm thử trên mô hình song sinh kỹ thuật số. Một làn sóng công việc mới, chỉ có thể thực hiện trong thế giới ảo, đang đến. Omniverse Cloud sẽ kết nối hàng chục triệu nhà thiết kế, sáng tạo viên và hàng tỷ hệ thống AI và robot trong tương lai."
Omniverse Cloud API mạnh đến mức nào? Các lập trình viên và nhà phát triển ứng dụng 3D có thể không am hiểu sâu về mô hình lớn hay AI tạo sinh, nhưng giờ đây, họ chỉ cần gọi các API đã được chuẩn bị sẵn để thực hiện công việc. Thậm chí, chỉ cần nhập một vài dữ liệu, Omniverse Cloud cũng có thể phản hồi theo cách của mô hình lớn. Không cần chuyên môn sâu, cũng không cần thuê kỹ thuật viên chuyên nghiệp để làm việc chuyên biệt — AI sẽ tự hiểu và hoàn thành yêu cầu. Điều này giúp giảm đáng kể rào cản phát triển cho doanh nghiệp, đồng thời tiết kiệm chi phí và nâng cao hiệu suất.
Omniverse Cloud API có thể thiết kế, mô phỏng, xây dựng và vận hành các bản sao kỹ thuật số tuân thủ vật lý, không chỉ đẩy nhanh chu kỳ phát triển sản phẩm mà còn nâng cao độ chính xác và độ tin cậy trong thiết kế. Các nhà sản xuất phần mềm công nghiệp lớn toàn cầu như Ansys, Cadence, 3DEXCITE thuộc Dassault Systèmes, Hexagon, Microsoft, Rockwell Automation, Siemens và Trimble đã tích hợp Omniverse Cloud API vào bộ công cụ phần mềm của họ.
Khi NVIDIA Omniverse gặp Apple Vision Pro
Một trong những điểm nhấn bất ngờ tại GTC trước đó là sự hợp tác giữa hai gã khổng lồ NVIDIA và Apple — Omniverse đăng nhập Apple Vision Pro: một bản sao kỹ thuật số chính xác về mặt vật lý của chiếc xe hơi được truyền toàn bộ độ trung thực lên màn hình độ phân giải cao của Apple Vision Pro, cho phép các nhà thiết kế thao tác trực tiếp, chìm đắm vào mô hình 3D phức tạp và trung thực cao trong môi trường MR, từ đó tối ưu hóa thiết kế sản phẩm tốt hơn.
Việc thực hiện công nghệ này thực ra rất khó. Cần biết rằng năng lực tính toán của thiết bị di động là có hạn, nếu dùng chính thiết bị di động để xử lý thì không thể đạt được kết quả render trung thực cao như mong muốn — dù là về độ chính xác, độ trễ hay tuân thủ vật lý, đều là những thách thức lớn. Do đó, cần kết hợp sức mạnh tính toán từ xa và biên (edge), đồng thời dùng phương thức stream để hiển thị. Với khả năng tính toán không gian mạnh mẽ của NVIDIA Omniverse, trải nghiệm chìm đắm và sự tương tác liền mạch giữa con người, sản phẩm, quy trình và không gian vật lý được hiện thực hóa. Kết hợp màn hình độ phân giải cao đột phá của Apple Vision Pro với công nghệ render đám mây RTX của NVIDIA, người dùng chỉ cần thiết bị và kết nối mạng là đã có thể trải nghiệm tính toán không gian.
Tại sao độ trung thực cao, độ trễ thấp và tuân thủ vật lý lại quan trọng? Vì khi dùng thiết bị MR để xem nội dung, nếu chuyển động đầu không đồng bộ với hình ảnh, giống như khi ngồi xe mà mắt thấy và hệ thần kinh tiền đình cảm nhận không khớp nhau, sẽ gây chóng mặt. Nếu thiết bị MR xử lý không đủ nhanh, độ trễ không đủ thấp, người dùng có thể bị đau đầu, thậm chí buồn nôn và nôn mửa. Do đó, độ trung thực toàn diện không chỉ đảm bảo hình ảnh người dùng thấy rõ nét, chân thực, độ phân giải cao, mà mọi yếu tố như mây, ánh sáng, lửa, hạt, không khí, động lực... đều phải mô phỏng vật lý theo quy luật tự nhiên, đồng thời phải hiển thị được trên thiết bị MR. Đó chính là độ trung thực toàn diện, cũng chính là bản sao kỹ thuật số (digital twin).
Việc truyền toàn bộ độ trung thực lên Apple Vision Pro giúp giảm đáng kể cảm giác chóng mặt và khó chịu, đồng thời biến quy trình làm việc 3D, đặc biệt là quy trình song sinh kỹ thuật số công nghiệp, thành trải nghiệm gần giống trò chơi. Điều này chắc chắn sẽ khơi gợi ngày càng nhiều cảm hứng cho các nghệ sĩ trẻ, nhà thiết kế trẻ.
Mike Rockwell, Phó Chủ tịch mảng sản phẩm thị giác của Apple, cho biết: "Bằng cách kết hợp màn hình độ phân giải siêu cao đột phá của Apple Vision Pro với khả năng render chân thực của nội dung OpenUSD được truyền từ công nghệ tính toán tăng tốc của NVIDIA, chúng tôi mở ra tiềm năng phát triển khổng lồ cho trải nghiệm chìm đắm. Tính toán không gian sẽ định nghĩa lại cách các nhà thiết kế và nhà phát triển tạo ra nội dung kỹ thuật số hấp dẫn, thúc đẩy kỷ nguyên sáng tạo và tương tác mới."
NVIDIA x Siemens cùng xây dựng Metaverse công nghiệp
Một ví dụ hợp tác khác tại GTC cũng khiến người xem trầm trồ — màn trình diễn hợp tác giữa NVIDIA và Siemens. Đoạn video này khiến người ta liên tưởng đến cảnh tàu 'Judgment Day' trong 'Chiến dịch Cổ tranh' từ tiểu thuyết 'Tam Thể'. Tất nhiên, ứng dụng của Omniverse trong sản xuất phim ảnh và truyền thông còn rộng rãi hơn nhiều — sản xuất ảo (virtual production) đã có thể đánh lừa thị giác từ lâu, nay lại càng chân thực hơn nhờ sự hỗ trợ của AI, mang đến hiệu ứng điện ảnh mãn nhãn hơn bao giờ hết.
Huang Renxun cho biết: "Omniverse và AI tạo sinh đều là những công nghệ nền tảng cần thiết để số hóa thị trường công nghiệp nặng trị giá 50 nghìn tỷ USD." Thị trường khổng lồ này đang dần trở thành sân chơi được định nghĩa lại bằng phần mềm. Nhiều ông lớn ngành nghề đang sử dụng song sinh kỹ thuật số để thiết kế, mô phỏng, xây dựng, vận hành và tối ưu hóa tài sản cùng quy trình làm việc của họ.
Tính toán tăng tốc, AI tạo sinh, hệ thống cộng tác thời gian thực xuyên nút và địa điểm dựa trên USD, hệ thống render cấp cao dựa trên RTX… Khi tích hợp tất cả 'tuyệt chiêu' của NVIDIA lại với nhau và gọi API từ đám mây, quy trình làm việc có thể được đẩy nhanh và cải thiện đáng kể.
Siemens là nhà tiên phong trong lĩnh vực phần mềm cơ sở hạ tầng tự động hóa công nghiệp, công nghệ xây dựng và giao thông vận tải. Kết hợp thành quả của NVIDIA trong đồ họa tăng tốc và trí tuệ nhân tạo, giải pháp này sẽ mang lại hiệu quả, năng suất và tối ưu hóa quy trình trong toàn bộ vòng đời sản xuất và sản phẩm. Hiện tại, Siemens đã sử dụng Omniverse Cloud API trên nền tảng Xcelerator của mình, bắt đầu từ phần mềm quản lý vòng đời sản phẩm trên đám mây Teamcenter X, nhằm thống nhất và trực quan hóa các tập dữ liệu công nghiệp phức tạp, kết nối thế giới kỹ thuật số với thế giới vật lý.
Ngay từ năm 2022, NVIDIA đã tuyên bố mở rộng hơn nữa mối quan hệ đối tác với Siemens, kết nối nền tảng Xcelerator của Siemens với nền tảng Omniverse của NVIDIA nhằm cùng xây dựng metaverse công nghiệp.
Ông Roland Busch, Chủ tịch kiêm CEO của Siemens, cho biết: "Thông qua API của NVIDIA Omniverse, Siemens có thể trao quyền cho khách hàng bằng AI tạo sinh, giúp các bản sao kỹ thuật số tuân thủ vật lý của họ trở nên chìm đắm hơn. Điều này giúp mọi người có thể thiết kế, xây dựng và kiểm thử ảo các sản phẩm, quy trình sản xuất và nhà máy thế hệ mới trước khi xây dựng thực tế. Bằng cách kết nối thế giới thực với thế giới ảo, công nghệ song sinh kỹ thuật số của Siemens đang giúp các doanh nghiệp toàn cầu nâng cao năng lực cạnh tranh, tính linh hoạt và phát triển bền vững."
Kết luận
NVIDIA cho biết chủ đề năm nay là "đưa ứng dụng Omniverse vào thực tiễn", và ba hướng ứng dụng chính của Omniverse trên toàn cầu là: nhà máy song sinh kỹ thuật số, thiết kế sản phẩm và hệ thống cấu hình dựa trên thiết kế sản phẩm.
Hơn nữa, NVIDIA không chỉ là nhà phát triển, mà bản thân cũng là một trong những đối tượng hưởng lợi từ việc tăng tốc AI và mô phỏng song sinh vật lý dựa trên Omniverse. Nếu không có Omniverse, không có API Omniverse, không có sự hỗ trợ kỹ thuật từ các đối tác, NVIDIA cũng không thể xây dựng nhanh chóng các hệ thống trung tâm dữ liệu quy mô lớn như hiện nay.
Cùng với sự phát triển mạnh mẽ của các mô hình lớn, tin rằng Omniverse được hỗ trợ bởi AI sẽ sớm mang đến nhiều điều bất ngờ hơn nữa cho thế giới, đồng thời tiếp tục dẫn dắt tương lai của metaverse và AI tạo sinh.
Chào mừng tham gia cộng đồng chính thức TechFlow
Nhóm Telegram:https://t.me/TechFlowDaily
Tài khoản Twitter chính thức:https://x.com/TechFlowPost
Tài khoản Twitter tiếng Anh:https://x.com/BlockFlow_News
