通用場景描述簡稱OpenUSD，是一個開放且可擴(kuò)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(jìn)行仿真和開展協(xié)作。

OpenUSD 提供基本的功能，通過在單個標(biāo)準(zhǔn)化框架中連通不同的數(shù)據(jù)、工具和工作流，助力團(tuán)隊更輕松地開展復(fù)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(jìn) OpenUSD 的標(biāo)準(zhǔn)化和發(fā)展完善。

睿甄創(chuàng)新首席執(zhí)行官羅茜：“我們花了三年時間收集了 8,000 張現(xiàn)實世界的圖像，但使用 NVIDIA Isaac Sim 和 OpenUSD，我們在短短一周內(nèi)就生成了 200,000 張帶有注釋的合成圖像。這種多樣性使我們的模型準(zhǔn)確率提高了 11%。”

羅茜博士是睿甄創(chuàng)新的創(chuàng)始人兼首席執(zhí)行官。睿甄創(chuàng)新是 AI 和機(jī)器人技術(shù)領(lǐng)域的領(lǐng)軍企業(yè)，其使命是實現(xiàn)人和機(jī)器人的和諧協(xié)作。羅茜在自主系統(tǒng)方面有近二十年的經(jīng)驗，為合成數(shù)據(jù)生成、機(jī)器人仿真和感知算法領(lǐng)域的重大進(jìn)步做出了貢獻(xiàn)。在羅茜努力解決現(xiàn)實世界中的檢測和自動化挑戰(zhàn)時，尤其是在解決那些主要是數(shù)據(jù)稀缺和人機(jī)協(xié)作方面的挑戰(zhàn)時，OpenUSD 是她使用的一項關(guān)鍵資源。

采用 OpenUSD 幫助降低了調(diào)試成本、減少了利益相關(guān)者溝通不一致，并解決了開發(fā)周期遲緩問題。通過 OpenUSD，羅茜的團(tuán)隊可以生成高質(zhì)量的合成數(shù)據(jù)，在物理精準(zhǔn)的環(huán)境中測試機(jī)器人系統(tǒng)，并與整個中國和歐盟的合作伙伴攜手開展跨學(xué)科研發(fā)工作。NVIDIA Isaac Sim 和NVIDIAOmniverse 等技術(shù)基于 OpenUSD 構(gòu)建而成，讓團(tuán)隊能夠利用模塊化資產(chǎn)、物理精準(zhǔn)和直觀的協(xié)作工具，模擬機(jī)械臂放置、隧道安全性驗證等工作流。

羅茜還牽頭開展關(guān)于利用 OpenUSD 的國際共同創(chuàng)作研討會，將機(jī)器人硬件制造商、AI 開發(fā)者和基礎(chǔ)設(shè)施管理者聚在一起，專注于實際的部署場景。從隧道維護(hù)自動化到在山區(qū)地形部署四足機(jī)器人，OpenUSD 有助于實現(xiàn)實時視覺驗證、法規(guī)預(yù)遵從測試，以及沉浸式視覺環(huán)境中的快速迭代。展望未來，羅茜認(rèn)為 OpenUSD 是將中國快速發(fā)展的機(jī)器人技術(shù)創(chuàng)新與歐洲的可持續(xù)發(fā)展標(biāo)準(zhǔn)相結(jié)合的關(guān)鍵，有助于塑造下一個物理 AI世界。

孿界科技首席執(zhí)行官薛友松：“得益于 OpenUSD 的非破壞性功能，當(dāng) CAD 和 BIM 數(shù)據(jù)發(fā)生變化時，可以無縫更新大型數(shù)字孿生項目，這能夠真正提高協(xié)作效率。”

薛友松是孿界科技的首席執(zhí)行官，也是數(shù)字孿生技術(shù)專家，在產(chǎn)品開發(fā)方面有超過 21 年的經(jīng)驗。他的開發(fā)團(tuán)隊致力于打造數(shù)字孿生引擎和解決方案，他們的多元宇宙引擎正在為包括大型專項計劃在內(nèi)的數(shù)千個主要項目提供強(qiáng)力支持。他是 WebGL、3D 處理和大型模型渲染方面的專家，曾幫助編寫和審核行業(yè)級數(shù)字標(biāo)準(zhǔn)，并且擁有多項發(fā)明專利。最近，他的工作重點轉(zhuǎn)移到了為具身智能仿真訓(xùn)練生成 3D 合成數(shù)據(jù)，這進(jìn)一步擴(kuò)大了他在創(chuàng)新仿真技術(shù)領(lǐng)域的影響力。

薛友松在 OpenUSD 方面的經(jīng)歷始于采用 NVIDIA Omniverse 來提升數(shù)字孿生項目開發(fā)能力，包括使用NVIDIA Isaac Sim 進(jìn)行先進(jìn)的仿真訓(xùn)練。在使用 OpenUSD 之前，薛友松的團(tuán)隊面臨兩個關(guān)鍵限制：通過基于 Web 的工具實時渲染復(fù)雜的數(shù)字孿生場景幾乎是不可能的，并且事實證明，高效管理大型基礎(chǔ)設(shè)施項目中通常來自不同來源且不斷變化的數(shù)據(jù)非常困難。

自從采用 OpenUSD 以來，薛友松和他的團(tuán)隊能夠在機(jī)場、水利、具身智能仿真等一系列項目中無縫整合和更新多版本的 CAD 和 BIM 模型。這些平臺的模塊化方法意味著只需要更新模型的必要部分，從而可大大簡化版本管理，并在多年的項目生命周期中提高效率。

OpenUSD 還支持為 CAD、BIM 和合成仿真資產(chǎn)搭建集成橋梁，助力打造機(jī)器人技術(shù)和仿真訓(xùn)練所需的高質(zhì)量 SimReady3D 模型。這種集成能夠促進(jìn)各個團(tuán)隊和項目階段之間更順暢地協(xié)作，讓開發(fā)工作流更靈活、更有效。因此，薛友松的工作流現(xiàn)在更加精簡，能夠快速應(yīng)對現(xiàn)實世界數(shù)字孿生部署中固有的持續(xù)更新和變化。薛友松計劃繼續(xù)使用 OpenUSD，力爭進(jìn)一步整合各種類型的資產(chǎn)，例如 SimReady 資產(chǎn)和 3D 高斯?jié)姙R模型，為具身智能仿真打造更先進(jìn)的虛擬訓(xùn)練平臺。

Lightwheel 仿真工程師兼發(fā)展負(fù)責(zé)人MustafaMohammadi：“OpenUSD 有助于高效搜索和查詢 3D 資產(chǎn)與數(shù)據(jù)。其模塊化結(jié)構(gòu)能夠使工作流更靈活，為機(jī)器人訓(xùn)練環(huán)境中復(fù)雜的優(yōu)化和迭代工作賦能?！?/p>

Mustafa Mohammadi 是 Lightwheel 的仿真工程師兼發(fā)展負(fù)責(zé)人，專注于開發(fā)人形機(jī)器人和四足機(jī)器人。他在機(jī)器學(xué)習(xí)、機(jī)器人訓(xùn)練和資產(chǎn)制作方面有十年經(jīng)驗。他的專長是將先進(jìn)的仿真和以用戶為中心的工作流優(yōu)化相結(jié)合。Mustafa 首先接觸到了NVIDIAIsaac Sim，然后又接觸到了NVIDIAOmniverse 中的 OpenUSD 工具，而它們被證明能夠給機(jī)器人仿真帶來變革性影響。

Mustafa 面臨的核心挑戰(zhàn)是確定合適的工具來解決具體問題。USD Search和USD Code等工具變得至關(guān)重要，有助于實現(xiàn)有針對性且由意圖驅(qū)動的搜索以及模塊化的場景管理。在采用 OpenUSD 功能之前，工作流缺乏靈活性，并且無法精細(xì)控制資產(chǎn)和機(jī)器人訓(xùn)練工作流，尤其是在復(fù)雜的大型環(huán)境中。

OpenUSD 和 Omniverse 通過提供可直接使用的資產(chǎn)、模型、框架和算法，大大加快了機(jī)器人訓(xùn)練周期，不僅能夠縮短設(shè)置時間，還能夠促進(jìn)強(qiáng)大的腳本驅(qū)動型訓(xùn)練和推理順利進(jìn)行。OpenUSD 的模塊化結(jié)構(gòu)可以提升用戶體驗，確保與新興工具無縫集成，并為第三方連接建立新的渠道。Mustafa 計劃繼續(xù)以 OpenUSD 為基礎(chǔ)，打造模塊化、可擴(kuò)展且高度可交互的工程生態(tài)系統(tǒng)。

阿貢國家實驗室多學(xué)科研究實習(xí)生Athena Angara：“OpenUSD 讓我能夠滿懷信心地開展實驗、重構(gòu)和擴(kuò)展工作，就像使用樂高積木搭建未來的機(jī)器人一樣?！?/p>

Athena Angara 是阿貢國家實驗室的多學(xué)科研究實習(xí)生，從事 AI 和機(jī)器人技術(shù)方面的工作，擁有在伊利諾伊大學(xué)芝加哥分校學(xué)習(xí)數(shù)據(jù)科學(xué)的背景。她致力于將機(jī)器人系統(tǒng)、XR (AR/VR) 界面和 AI 驅(qū)動的自動化整合在一起，通過融合多種沉浸式技術(shù)，打造更安全、更智能的機(jī)器人環(huán)境。Athena 借助 OpenUSD、NVIDIAIsaac Sim和 XR 打造了實時雙臂機(jī)器人仿真，用于模擬輔助駕駛實驗室的數(shù)字孿生環(huán)境。

事實證明，OpenUSD 特別有幫助，讓她能夠以模塊化方式構(gòu)建組件、支持 AI 和 XR 集成，并以可擴(kuò)展的方式高效管理迭代。OpenUSD 的一個關(guān)鍵特征是它的靈活性，得益于此，Athena 能夠快速為不同的仿真元素設(shè)計原型并將這些元素組合在一起，從而將它們視為基礎(chǔ)模組而非硬編碼系統(tǒng)。通過轉(zhuǎn)向這種一體化的實時開發(fā)工作流，她的團(tuán)隊在測試、驗證和部署機(jī)器人邏輯方面的能力得到了顯著提升，能夠更安全、更有效地部署機(jī)器人。

因此，Athena 認(rèn)為 OpenUSD 不僅僅是一種文件格式，而且還是開展新一代機(jī)器人研究工作的戰(zhàn)略基礎(chǔ)，在新一代機(jī)器人研究工作中，實驗會變得更具可重復(fù)性、適應(yīng)性更強(qiáng)且協(xié)作水平更高。

Athena 在不斷探索如何使 OpenUSD 支持自適應(yīng)系統(tǒng)、智能自動化以及仿真環(huán)境中的 AI 訓(xùn)練，以便幫助塑造未來的智能機(jī)器人，并彌合數(shù)字工具和物理創(chuàng)新之間的差距。