通用場景描述簡稱OpenUSD，是一個開放且可擴展的生態(tài)系統(tǒng)，用于在 3D 世界內(nèi)描述內(nèi)容、合成數(shù)據(jù)、進行仿真和開展協(xié)作。

OpenUSD 提供基本的功能，通過在單個標準化框架中連通不同的數(shù)據(jù)、工具和工作流，助力團隊更輕松地開展復雜的項目。USD 的獨特功能包括分層式合成引擎、自定義架構(gòu)、與文件系統(tǒng)無關(guān)的資產(chǎn)解析器，以及 HYDRA 渲染架構(gòu)。

從本質(zhì)上講，OpenUSD 不僅僅是一種格式，它還是打造未來物理 AI 所必需的靈活、開放的基礎(chǔ)。NVIDIA 正在與合作伙伴和開源社區(qū)密切合作，推動相關(guān)領(lǐng)域更快、更廣泛地采用 OpenUSD。NVIDIA 同 Pixar、Adobe、Apple 和 Autodesk 共同成立了 OpenUSD 聯(lián)盟 (AOUSD)，該聯(lián)盟致力于促進 OpenUSD 的標準化和發(fā)展完善。

LycheeAI 創(chuàng)始人兼機器人技術(shù)教育家Muammer Bay：“OpenUSD 的 USDA 格式是連通 3D 工作流和代碼的橋梁，能夠使仿真資產(chǎn)易于讀取且易于實現(xiàn)版本化和自動化，這有助于為開發(fā)新一代由 AI 驅(qū)動的機器人技術(shù)鋪平道路。”

Muammer Bay 是 LycheeAI 的創(chuàng)始人，也是NVIDIA 機器人技術(shù)大使，同時還是一名杰出的仿真工程師。在他的教育類 YouTube 頻道上，他通過分享自己在機器人仿真和合成數(shù)據(jù)生成方面的專業(yè)知識，為成千上萬的工程師、研究人員和機器人技術(shù)愛好者提供幫助。他對這個領(lǐng)域的興趣始于在學術(shù)上對機器人技術(shù)和計算機視覺的關(guān)注，以及對電子游戲的熱情。他在使用 Isaac Replicator 研究合成數(shù)據(jù)時首次接觸到了 OpenUSD，這使他對基于仿真的機器人技術(shù)和一體化數(shù)字世界的價值產(chǎn)生了持久的興趣。

在接觸到 OpenUSD 之前，Muammer 發(fā)現(xiàn)將精準物理、實時渲染、ROS 和Python 整合到單個工作流中是一件非常困難的事情。依賴多個互不連通的工具不僅導致工作流碎片化，而且協(xié)作效率低下。

如今，Muammer 能夠利用 OpenUSD 快速構(gòu)建、訓練和迭代 AI 模型，更換場景元素，并專注于教導其他人如何部署這些先進的方法。例如，GR00T Mimic工作流展示了高效且可擴展的模仿學習，它利用 OpenUSD 來管理鉸接式環(huán)境，并基于人類演示生成合成動作數(shù)據(jù)。ASCII 可讀的模塊化 USDA 格式有助于實現(xiàn)清晰度、版本控制和無縫代碼集成。

因此，Muammer 可以借助生成式 AI實現(xiàn)資產(chǎn)操控自動化并增強 3D 創(chuàng)作能力。通過采用 OpenUSD，他能夠輕松快速地構(gòu)建、修改和分享復雜的鉸接式環(huán)境、傳感器裝置和機器人演示。OpenUSD 的影響力不止于提升個人工作效率，它還在重塑機器人社區(qū)開展協(xié)作、分享資產(chǎn)和攜手共建的方式。

Mcity 軟件工程師Darian Hogue：“OpenUSD 在幫助我們滿足NVIDIAOmniverse 的 SimReady 要求方面發(fā)揮了關(guān)鍵作用。通過使用 USD 來構(gòu)建資產(chǎn)，我們可以確保資產(chǎn)組織得當、物理準確，并且與 Omniverse 仿真工作流兼容?！?/p>

Darian Hogue 在 Mcity 擔任全棧軟件工程師。Mcity 是密歇根大學開展的一項領(lǐng)先的研究計劃，專注于研發(fā)互聯(lián)汽車和輔助駕駛汽車技術(shù)。他致力于開發(fā)可靠的軟件工具，使研究人員和行業(yè)合作伙伴能夠驗證創(chuàng)新成果、分析數(shù)據(jù)并做出明智的決策，進而提升道路安全性。在開發(fā) Mcity 測試設(shè)施的開源數(shù)字孿生期間，Darian 將 3D 資產(chǎn)轉(zhuǎn)換為 USD 格式，使其進入 SimReady 狀態(tài)，以便與NVIDIA Omniverse進行有效集成。

在采用 OpenUSD 和NVIDIAOmniverse 之前，高保真?zhèn)鞲衅鲾?shù)據(jù)仿真非常困難。早期的模擬器不支持高保真?zhèn)鞲衅髂Ｐ停覟?AI 訓練生成合成數(shù)據(jù)集的方式也不完善。然而，集成 OpenUSD 后極大地改變了他團隊的工作流，讓他們能夠快速迭代 SimReady 資產(chǎn)，通過Python SDK 實現(xiàn)場景管理自動化，以及更可靠地生成用于 AI 模型訓練的數(shù)據(jù)。

Darian 最喜歡的 OpenUSD 功能是 Python SDK。該功能不僅能夠讓他管理和更新場景、資產(chǎn)和元數(shù)據(jù)，并提供巨大的靈活性，大大加快了資產(chǎn)準備和自定義速度?？傮w而言，這些功能顯著增強了開發(fā)工作流，有助于提高效率、改善團隊之間的協(xié)作，并打造可重用性和一致性更高的數(shù)字孿生生態(tài)系統(tǒng)。

從照明和材料行為的精確建模，到罕見且對安全至關(guān)重要的駕駛場景仿真，OpenUSD 和NVIDIAOmniverse 讓研究人員能夠更好地復刻和分析智能汽車所面臨的現(xiàn)實挑戰(zhàn)。未來，Darian 計劃進一步改進其數(shù)字孿生，以便盡量縮小仿真與現(xiàn)實結(jié)果之間的差距，并幫助加速輔助駕駛技術(shù)的安全部署。

寶馬制造公司斯帕坦堡工廠結(jié)構(gòu)數(shù)字專家John Mitchell：“OpenUSD 為我們提供了一種通用的數(shù)字語言；NVIDIAOmniverse 將它變成了一個能夠輔助決策的交互式平臺，讓我們可以在開始具體工作之前，就做好規(guī)劃、解決問題并進行仿真。”

John Mitchell 是寶馬制造公司斯帕坦堡工廠的結(jié)構(gòu)數(shù)字專家，負責整個工廠的創(chuàng)新和數(shù)字化工作。他擁有超過25 年的經(jīng)驗，他的很多工作都集中在數(shù)字孿生、機器人技術(shù)和沉浸式仿真上。在 2020 年首次了解到 OpenUSD 和 NVIDIA Omniverse 技術(shù)庫后，John 就倡導將其集成到寶馬的工業(yè)元宇宙平臺中。該平臺是一套數(shù)字孿生應(yīng)用，能夠改變團隊在工廠車間的協(xié)作方式。

在開發(fā)和采用這些基于 OpenUSD 的應(yīng)用之前，跨 CAD 模型、掃描數(shù)據(jù)和生產(chǎn)布局的協(xié)調(diào)工作不僅耗時，而且相互孤立。通過基于 OpenUSD 構(gòu)建自己的平臺，寶馬的團隊能夠在施工開始之前，在共享的虛擬環(huán)境中模擬、直觀呈現(xiàn)并驗證整個設(shè)施，其中涵蓋新電池生產(chǎn)線、擴建的裝配車間等。通過該平臺，寶馬的團隊還能夠整合來自不同工具的數(shù)據(jù)，并支持非破壞性的分層協(xié)作：讓團隊能夠在機械、結(jié)構(gòu)和機器人技術(shù)層面獨立開展工作，同時所有更改都會被保留下來，而且不會產(chǎn)生沖突。

借助這些基于 OpenUSD 的工作流解決方案，各個團隊將生產(chǎn)規(guī)劃效率提升了高達 30%，將成本高昂的實地驗證造訪減少了多達 70%，并加快了項目進度。John 正在利用 OpenUSD 拓展寶馬的能力，并基于Mega NVIDIA Blueprint構(gòu)建新的解決方案，讓 AI 智能體能夠在工廠內(nèi)試點測試和訓練自主系統(tǒng)。他積極倡導開放的標準和協(xié)作平臺，以便進一步為智能汽車制造領(lǐng)域的工業(yè) AI提供強力支持。

nAurava Technologies 首席執(zhí)行官Nandu Vellal：

“OpenUSD 和NVIDIAOmniverse 使我能夠通過檢測獲取傳感器數(shù)據(jù)，并將其疊加到零件的 CAD，這是其他平臺無法實現(xiàn)的?！?/p>

Nandu Vellal 是 nAurava Technologies 的首席執(zhí)行官，在機械工程、3D 可視化和工業(yè)檢測數(shù)字化方面有超過 30 年的經(jīng)驗。在產(chǎn)品設(shè)計和企業(yè) IT 領(lǐng)域工作數(shù)十年后，他找到了構(gòu)建機器人檢測解決方案這一人生使命。他的工作使他能夠?qū)⒆约簩鉀Q問題的熱情傾注到能源、航空航天等領(lǐng)域的工業(yè) 4.0 應(yīng)用中。

他在NVIDIA Isaac Sim剛推出的早期階段就首次接觸到了 OpenUSD，當時他正在尋找用于模擬檢測場景的先進工具。傳統(tǒng)的 CAD 系統(tǒng)無法支持創(chuàng)建交互式 3D 數(shù)字孿生。OpenUSD 和NVIDIAOmniverse 使得導入傳感器數(shù)據(jù)并將其直接疊加到 CAD 模型成為可能，并且能夠讓 NDE/NDT 檢測員更深入地了解缺陷，從而可降低認知負擔并減少對主觀猜測的需求。

此外，在工業(yè)檢測方面，缺陷尺寸、形狀和方向等問題曾經(jīng)是抽象的，很難傳達清楚?，F(xiàn)在，OpenUSD 的數(shù)據(jù)共享功能使得重要信息能夠在檢測組、維護組和產(chǎn)品設(shè)計組之間順利流通，從而可改善工作流中的協(xié)作、責任歸屬、透明度和效率。

OpenUSD 為可視化開啟了全新的可能：檢測員現(xiàn)在可以體驗由數(shù)據(jù)驅(qū)動且能夠?qū)鞲衅鲾?shù)據(jù)集情境化的沉浸式環(huán)境，而管理層和工程師則可以獲取關(guān)于資產(chǎn)健康狀況的實時交互式概覽。在行業(yè)會議上發(fā)表演講時，Nandu 會孜孜不倦地宣傳 OpenUSD，并將其比喻為粘合劑，可以將數(shù)字工程、新一代機器人技術(shù)和 AI 結(jié)合在一起，打造出強大的解決方案來優(yōu)化和維護工業(yè)資產(chǎn)。

展望未來，Nandu 指出，OpenUSD 不僅解決了檢測難題，還作為可持續(xù)發(fā)展的基礎(chǔ)技術(shù)，它支持更好的規(guī)劃，減少昂貴的錯誤，并貫穿資產(chǎn)的整個生命周期保障其健康狀態(tài)。