Virtual Reality, Künstliche Intelligenz und Vermessung mit Drohnen - Mit den multi-GPU CELSIUS Workstations von Fujitsu

CADplace besuchte das Fujitsu Forum 2016. Insgesamt besuchten über 12.500 Gäste aus 83 Ländern die Veranstaltung in München. Ein Highlight im Jahr, nicht nur für Fujitsu-Kunden. 

Es war ein Augenschmaus was im Demo Center an multi GPU Anwendungen präsentiert wurde.  Von der Business VR-Vorführung bis zur 3D Photogrammetry  Lösung, oder der AI-basierten Engineering-Unterstützung, Der Trend war klar zu erkennen - High-End multi-GPU Workstations. 

Fujitsu CELSIUS VR-Ready Workstations

Der Markt für Virtual Reality scheint, nach Angaben der Workstation-Experten bei Fujitsu, zu wachsen. Die Kombination aus leistungsstarken Workstations, schnellen professionellen Graphiken und sehr leistungsstarken Head-Mounted Displays (HMD) für virtuelle Realität hat zum einen die Anzahl der Nutzer von VR gesteigert, aber auch die Kosten für eine professionelle VR Lösung gesenkt. 

Natalie Walther, Global Product Marketing Manager der CELSIUS workstations, erklärt, dass virtuelle Realität in Industrieanwendungen nichts neues ist, aber dass mit den Entwicklungen in Software und Hardware der letzten Jahre der Markt gewachsen sei. 

Sie erklärt, dass VR für einen ganzheitlichen Entwicklungsansatz steht, einen der sehr wertvoll für eine Anzahl unterschiedlicher Industrien sein könnte, Industrien wie zB. Automobil, Luft und Raumfahrt, Architektur, Manufaktur, Gesundheitsfürsorge und Konsumgüter.

Für ein angemessenes VR system, gibt es vier entscheidende Faktoren, auf die geachtet werden muss.

Der offensichtlichste Faktor ist das Display System. Es muss eine 3D Umgebung in einem physikalischem 3D Raum nachbilden können. Für viele Anwendungen braucht man dafür einen physikalischen 3D Raum, in dem die 3D Welt in Stereo-Bildern an die Wände, den Boden und manchmal sogar an die Decke projiziert wird. Die Nutzer müssen 3D Stereo-Brillen tragen, und das System muss auf die die Bewegung des Nutzers folgen können.

Eine umsetzbare und bezahlbare Alternative ist heutzutage das Tragen eines "kopfmontierten Displays", genannt Head Mounted Display" HMD. In einer industriellen VR Umgebung ist es wichtig, ein HMD von guter Qualität zu haben. Das Display muss eine sehr hohe Wiederholungsrate von 90Hz oder mehr verarbeiten können,  es muss ein Sichtfeld von 110 Grad oder mehr haben, und es muss bequem zu tragen sein. 

Natürlich ist die Software ein kritischer Teil von einer VR Lösung. Die Softwareumgebung muss nicht nur die Design -und technische Umgebung mit leichter Einarbeitung der Daten von den CAD und PLM Systemen unterstützen, sondern auch eine qualitativ hochwertige VR Grafik Umgebung liefern. Dies bedeutet typischerweise eine Integration der Designdaten von anderen Programmen in eine spezialisierte VR Maschine. Fujitsu präsentierte auf dem Forum eine VR Technologie von einer Münchener Firma  -Innoactive. 

Es ist daher nicht überraschend, dass die Grafikkomponente entscheidend ist. VR Umgebungen brauchen mehr als 90 Bilder pro Sekunde für zwei Augen. VR Umgebungen in der Industrie erfordern sehr hohe Anforderungen an die Grafik-Performance.

Last-but-not-least, eine high-performance VR Umgebung benötigt eine high-performance Workstation die das HMD, die VR Applicationen und die Grafikperformance zu einer richtigen virtuellen Darstellung zusammenführt.  Fujitsu und NVIDIA haben sich zusammen getan und zwei “VR-Ready” Grafik-Workstations entwickelt. Eine ist die CELSIUS M740 Workstation, die mit zwei high-performance NVIDIA Quadro Grafikkarten ausgestattet werden kann. Die andere ist die CELSIUS R940, eine dual-CPU Workstation, die mit drei ultra-high-performance NVIDIA Quadro GPUs konfiguriert werden kann, zB. mit der Quadro P6000 mit 24GB on-board Grafikspeicher.

Zusammengefasst verbindet eine professionelle VR Umgebung professionelle Engineering Software und Design Daten mit VR Grafik-Prozessoren innerhalb einer Workstation und professionellem HMD. So eine VR Umgebung liefert hohe Bildraten mit komplexem Konstruktionsdaten. 

Künstliche Intelligenz in der Konstruktion

Welcher Ingenieur träumt nicht von einer intelligenten, schnellen aber nicht zu viel redende Hilfskraft?

Dies könnte bald Realität werden, denn Fujitsu plant eine künstliche Intelligenz-Technologie für die Fujitsu Engineering Cloud Dienstleistungen in 2017.

Serban Georgescu gab einen frühen Einblick in diese Technologie, die von den Fujitsu Laboratories stammt.

Ein Beispiel integriert Design-Fachkenntnis in eine Lernumgebung für Maschinen. Die Lösung am Display bestimmt die optimale Anzahl an PCB schichten abhängig von den Design Anforderungen.

Ein anderes Beispiel für mechanische Konstruktion ist eine Lösung die das Lernen von Maschinen benutzt um Bauelemente von einem Design erkennen zu können. 

Der Lernprozess nutzt Millionen unterschiedlicher Bilder um einem neuralen Netzwerk beizubringen, ähnliche Teile an einem Beispiel zu erkennen. Das System identifiziert ähnliche Teile, durch die Nutzung von Kamera Bildern und zeigt diese Informationen dem Ingenieur in Echtzeit

Sowohl der Lernprozess alsauch die Schlussfolgerung nutzt NVIDIA GPUs um das künstliche Intelligenzsystem zu beschleunigen. Fujitsus Technologie Präsentation sollte ihren Weg zu den Fujitsu Engineering Cloud Dienstleistungen irgendwann in 2017 finden.

Selbständige Dronen vermessen 3D Terrain

Ein anderes Beispiel für hochleistungsfähige Grafikworkstation ist zB. das Umwandeln for Garfikbildern in 3D Geometrie-Daten für GIS Software. GeoMon bietet diesen Service mit selbst steuerbarer Drone, 3D photogrammetrische Software, und NVIDIA Quadro-basierte CELSIUS Workstations. 

GeoMon Kunden, die in der Bau- und Bergbaubranche arbeiten, profitieren von Zeit und Kostenersparnissen. Die Datenaufnahme der Drone ist sehr schnell – sogar für größere Flächen. Das Verarbeiten für ein typisches Projekt, das ca. 2500 Bilder hat, kann innerhalb von 24 Stunden mit einer einzigen GPU fertig sein. Diese Zeit könnte mit der Nutzung einer zweiten GPU halbiert werden, und mit einer dritten GPU verdreifacht, u.s.w.. Größere Projekte, die mehr als 10.000 Bilder haben, würden ohne GPU über eine Woche zur Verarbeitung brauchen. Fügt man 3 leistungsstarke NVIDIA Quadro Graphikkarten ein, reduziert sich die Zeit, laut GeoMon, um einen Faktor von 7 bis 8. Sascha Heising, CTO von GeoMon, schilderte die integrierte Lösung der Dronen, der Software und der Workstation. Die Firma empfiehlt typischerweise die stärksten CELSIUS Workstations, die CELSIUS R940, mit einer, zwei oder sogar drei NVIDIA Quadro GPUs, wie z.b. NVIDIA Quadro P6000 

Die CADplace Perspektive

Virtuelle Realität, künstliche Intelligenz, und GPU-verstärkte Herausforderungen erweitert die Marktforderungen für Grafik-Workstations. Die Fujitsu CELSIUS Familie liefert Hochleistung für Workstation Kunden mit Unterstützung von NVIDIA Quadro GPUs und anderen hochrangigen Technologien. Jede dieser Lösungen war für 2 Tage im Fujitsu Forum 2016 in München ausgestellt.

Eine Notiz fürs nächste Jahr

Fujitsu möchte Sie einladen, sich das Datum freizuhalten für das Fujitsu Forum nächstes Jahr am 8.-9. November 2017 in München.

Fujitsu heißt jeden willkommen der die größte IT Messe in Europa erleben will. Idealer Treffpunkt um neue Produkte und Technologien kennen zu lrnen aber auch Themen direkt mit den Ingeneuren, Produkt Managern und Marketing Managern von Fujitsu zu besprechen.