ロボットシミュレータ・デジタルツイン環境構築サポート
/ NVIDIA Omniverse Isaac Sim, Unity, Gazebo, Unreal Engine対応

富士ソフトはアームロボット、自律移動ロボット等を
各種ロボットシミュレータ開発による
仮想環境の整備構築を支援します

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富士ソフトの強み
サービス概要
シミュレータとは
活用実績

ロボットにおけるシミュレータ

ロボットを実際の現場で採用したり、新しい動作やライブラリを実装する際には、想定外の動作や具体的なイメージの難しさなど、多くの課題に直面します。
こうした課題を解決するために、事前に動作を再現し、挙動を確認することが有効です。
特にGazebo、Unity、Isaac Simといったシミュレーションソフトを活用することで、詳細なシミュレーションが可能となります。
また、デジタルツイン技術の進化により、物理空間を仮想空間に再現し、仮想環境からのフィードバックを活用して生産性を向上させることができます。

富士ソフトのシミュレーション構築力

富士ソフトは、アプリケーション開発からセンサー・ロボット制御まで、ロボットのソフトウェア開発の全工程においてワンストップで対応します。お客様のニーズに応えるため、豊富な外部委託や受託開発の実績を持っています。
ロボットシミュレータにおいても多くの実績があり、最新のライブラリやデジタルツイン技術の研究を重ねてきました。これまでのノウハウを最大限に活用し、Gazebo、Unity、Isaac Simを用いたロボットシミュレーション構築においても最適な支援を提供いたします。

- STRONG POINT -

各種ロボットシミュレータによるワンストップでのシミュレーション構築力

各種ロボットシミュレータによる
ワンストップでのシミュレーション構築力

富士ソフトは、各種ロボットシミュレータ(Gazebo, Ignition Gazebo, Unity, Isaac Sim, Unreal Engine, Choreonoid, Webots, AWSIM, Drive Sim, AirSim)の豊富な構築実績を有しています。これにより、開発パートナーとしてワンストップでのシミュレーション構築が可能です。
さらに、お客様の課題解決や新規シミュレーション構築のために、要件定義等やコンサルティングも提供いたします。

- STRONG POINT -

各種ロボットに対しての豊富な構築実績

各種ロボットに対しての
豊富な構築実績

産業用ロボット、協働ロボット、自律移動ロボット(AGV、AMR)、ドローンなど、幅広い種類のロボットに対して豊富な構築実績を誇ります。
また、LiDAR、RGBカメラ、ステレオカメラ、ToFカメラなど、さまざまなセンサー関連の構築実績も多数あります。

- STRONG POINT -

AIやデジタルツインへの対応など最先端技術への取り組み

AIやデジタルツインへの対応など
最先端技術への取り組み

Isaac Labを利用したシミュレーション空間での模倣学習・強化学習や、強化学習の利用や物体検知のための学習データの水増しの利用などAIを活用したシミュレーション構築に取り組んでいます。
また、Omniverse Cloud、AWS・Azure・GCPといった種類があるクラウド技術や、デジタルツインを実現するための最先端技術への取り組みも実施しております。

ロボットシミュレータ・デジタルツイン環境構築サポートサービス

活用シーンに応じて必要なロボットのシミュレーション構築を支援します。

富士ソフトの支援領域例

作業環境構築支援

シミュレータによってロボット導入前に課題発見や導入効果を確認することができます。

アルゴリズム開発支援

開発しているロボットに関するアルゴリズムをシミュレータ上で検証いたします。

学習データ生成支援

現場で用いるAIで学習させるデータをシミュレータ上で生成する仕組みを作成します。

センシング構築支援

Lidarやカメラなど各種センサーをシミュレーションするためのシミュレーション環境の構築を支援します。

お客様向け学習支援

各種シミュレータの使い方など学習コンテンツを用意し、お客様向けに学習を支援します。

上記以外にもお客様のニーズに合わせた柔軟な対応が可能です。

ロボットシミュレータとは

シミュレータとは、実際にロボットを動かす前に仮想環境上で現実の環境を再現するもので、ロボットの動作テストや制御プログラムを開発することができます。シミュレータを用いることで、現場環境での検証前の課題発見や様々な状況でのテストによる精度向上、シミュレーション検証でのコスト削減といったメリットを得ることが可能です。
また、MathWorksの「MATLAB Simulink」やシーメンスの「Siemens Process Simulate」、ロックウェルの「Emulate3D」等のFA分野で用いられているシミュレータとIsaac Simのようなロボットシミュレータを連動できるようなケースが増えてきています。

代表的な各シミュレータの特徴

Gazebo

Open Roboticsによって開発されたオープンソースのロボット開発用3Dシミュレータです。ROSと同じ企業によって開発されており、ros2_controlなどのROSに対応したライブラリを使用することで、ROSとGazeboをシームレスに統合することができます。そのため、ROS 1/ROS 2の開発やROS初心者がよく利用します。URDFやSDF、worldファイルを使用してシミュレーションを行い、Moveit!/Moveit2!やNavigation Stack/Navigation2のようなロボット制御やアプリケーション開発を検証することができます。さらに、無料で利用できるため、すぐに触れて始めることができ、コミュニティも活発です。

Unity

Unity Technologiesが提供するリアルタイム3D開発プラットフォームで、ゲームエンジンとして広く知られています。最近では、Unity Simulation Proなどのシミュレーション機能が強化され、ロボティクス分野など他の産業でも幅広く利用されています。Unityは高品質なグラフィックスと現実に近い物理エンジン「Unity Physics」を提供し、豊富なアセットストアからダウンロード可能なアセットをUnity Asset Managerで管理できます。AI関連のツールとして、「Unity Sentis」と「Unity Muse」があり、AIの活用をサポートしています。さらに、「ROS#」や「ROS-TCP-Connector」ライブラリを使用することでROSとの連携も可能です。また、クロスプラットフォーム対応に優れており、Windows、Android、Webなど多くのプラットフォームで動作する特徴があります。

NVIDIA Omniverse Isaac Sim

NVIDIA社のIsaac Sim(アイザックシム)は、GPUメーカーのNVIDIA(エヌビディア)が提供するOmniverseプラットフォーム内のロボティクスシミュレーションプラットフォームです。Omniverseを基盤としており、フォトリアルな仮想環境(デジタルツイン)でロボットの設計やテスト、データ生成、AI開発が可能です。具体的には、複数人開発のサポートするための共有データサーバであるOmniverse Nucleusや、AIモデルのトレーニング用のバウンディングボックス、深度、セグメンテーションなどに対応したデータセットを自動生成するOmniverse Replicator、ロボットのAI学習のためのIsaac Lab(旧 : Isaac Gym)などのツールを利用することで、より実践的かつ効率的なロボット開発を進めることができます。
特に、Isaac Labに注目が集まっており、NVIDIAのDGXで、強力なGPUを最大限に活用することで、数千台のロボットをIsaac sim上で動かし、簡単に模倣学習や強化学習を行うことができるという大きな特徴も持っています。 そのIsaac Labは、SB3やSKRL,RL-Games, RSL-RLなどの強化学習ライブラリへのラッパー機能を導入し、Manager-Based RL EnvironmentやDirect Workflow RL Environmentという強化学習開発を行うための環境を整備しているため、ロボット開発者がスムーズにロボットAIを開発できる環境が整えられています。
さらに、Isaac Sim内の機能としても便利な機能を多数搭載しており、OmniGraphによる柔軟なワークフロー管理、Onshape Importerを用いた設計データのシームレスな統合、そしてOpenUSD形式を活用した高精度なシミュレーション環境の構築などが可能です。これにより、複雑なロボット動作の再現や多様なシナリオのモデリングがスムーズに行えます。加えて、ROSとの通信を可能にするROS BridgeやOpen Roboticsとの提携によるライブラリ「Isaac ROS」など、ROSとの連携にも力を入れています。ライブラリ「Isaac ROS」を使用することで、物体検知、物体検出、自己位置推定、姿勢推定など様々な機能をIsaac Simで扱うことができます。ほかにもNVIDIA TAO ToolkitやNVIDIA Carter robotなど様々なツールやハードウェアを提供しており、Isaac Simとほかシステムの連携をしています。
今後、2024年後半にリリースを予定されているNVIDIA Omniverse Cloudの登場に伴い、NVIDIA Omniverse内での連携が強化され、開発効率化が期待されています。

比較項目

Gazebo

Unity

Isaac Sim

開発年

2011

2005

2019

使用ライセンス

無償

年間総売上によって有償

3人以上の同時利用は有償

OS

Ubuntu

Windows,Linux,mac

Ubuntu

最低ハードスペック

Intel I5以上のCPU

X64 architecture with SSE2(i3以上),ARM64

Intel Core i7 or AMD Ryzen 5、メモリ32GB、GeForce RTX 2070

ROSとの接続

ROSライブラリ"gazebo_ros_pkgs "を使用

Unityパッケージ「ROS-TCP-Connector」を使用

Isaac Sim内拡張機能「ROS bridge」を使用

ファイルフォーマット

SDF
(URDFと互換あり)

FBX
(URDFはURDF_Importerライブラリを使用)

USD
(URDFはURDF Importer機能を使用)

プラグイン言語

C++

C#、Python

Python、C++

物理エンジン

ODE,Simbody,Bullet,DART

PhysX

PhysX

レンダリングエンジン

OGRE
最低限なレンダリング

フォトリアルなHDRP、モバイル向けのURP

NVIDIA Omniverse RTX™ Renderer
レイトレーシングによるフォトリアルレンダリング

活用実績

イメージ

サービスロボットの複数台同時シミュレーション開発

22軸サービスロボットを複数台同時に制御可能とするシミュレーションシステム開発

詳しくはこちら

GazeboやUnity、Isaac Simに関して、他にも多数の活用実績があります。
社外に公開できない情報もありますので、実績詳細をご希望の方はお問い合わせください。

研究事例

イメージ

Isaac Simを用いた柔軟物シミュレーションの調査

外界カメラを活用したAMRの衝突回避システム機能を検証。
Unityによる可視化で、動作や効果を直感的に確認しながら動作検証を実施。

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外界カメラを活用したAMR衝突回避システムの検証とUnityを用いたリアルタイムビジュアライゼーション

外界カメラを活用したAMRの衝突回避システム機能を検証。
Unityによる可視化で、動作や効果を直感的に確認しながら動作検証を実施。

詳しくはこちら

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ROSを用いたデジタルツインによる実機での自律移動ロボットとIsaac Sim内モデル間での走行挙動の連動

デジタルツインとして、自律移動ロボットでのリアルタイム同期の事例があまり見られない。Isaac Simを用いてシミュレーション上の自律移動ロボットと実機の同期を検証

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技術記事

NEW

Issac Sim4.0.0メジャーアップデート

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