Volkswagen Group accelera la preparazione dei dati 3D e il rendering remoto per la realtà virtuale su AWS

La casa automobilistica di livello globale Volkswagen Group (Volkswagen) sta sviluppando applicazioni di realtà virtuale (VR) e realtà aumentata (AR) per risparmiare tempo, ridurre i costi e migliorare le prestazioni per casi d'uso in tutto il ciclo di vita del prodotto, dalle revisioni dei progetti alle simulazioni di formazione, fino alla guida remota in fabbrica. Nell'ambito dei propri sforzi di dimensionamento AR/VR, Volkswagen aveva bisogno di un modo più veloce, più semplice e più efficiente di preparare e distribuire contenuti 3D in tutta l'organizzazione. L'azienda ha sviluppato un'architettura cloud con la quale può raggiungere due obiettivi: automatizzare le pipeline di preparazione dei dati 3D per un'ottimizzazione più veloce e più semplice dei modelli 3D e testare la possibilità di eseguire il rendering e lo streaming di grafiche 3D su visori AR/VR, abbandonando i visori collegati via cavo a costose workstation.

Per raggiungere questo risultato, Volkswagen sta utilizzando Amazon Web Services (AWS) per eseguire la migrazione al cloud di specifici carichi di lavoro di rendering VR e ottimizzazione di dati 3D. Sta anche utilizzando un'applicazione personalizzata, chiamata Innoactive Portal, sviluppata insieme all'azienda di software VR Innoactive per implementare e gestire applicazioni VR. Grazie all'utilizzo di diversi servizi AWS, tra cui Amazon Elastic Container Service (Amazon ECS), un servizio di orchestrazione dei container completamente gestito che semplifica l'implementazione, la gestione e il dimensionamento di applicazioni containerizzate, Volkswagen sta rendendo più efficiente la propria pipeline di preparazione dei dati 3D e sta aumentando la potenza e la velocità di rendering nel cloud.

Volkswagen, azienda con sede in Germania e operativa in tutto il mondo, si occupa della produzione di 10 grandi marchi automobilistici in quasi 120 impianti di produzione. L'azienda voleva utilizzare la tecnologia VR per diversi casi d'uso, tra cui i controlli qualità, la formazione dei dipendenti e la pre-pianificazione delle linee di produzione. Con oltre 600.000 dipendenti che potrebbero trarre vantaggio dalla tecnologia VR, Volkswagen aveva bisogno di un'architettura efficiente e flessibile che rimuovesse i limiti comuni dei sistemi VR tradizionali: workstation, cavi e apparecchiature di monitoraggio esterne. Anche se i visori AR/VR wireless avrebbero avvicinato Volkswagen all'obiettivo di fornire visori a più destinatari, la limitata potenza di elaborazione dei dispositivi presentava ulteriori sfide. "La quantità di dati 3D che avevamo bisogno di elaborare era troppo grande per essere gestita da qualsiasi visore VR wireless attualmente disponibile", spiega Adrian Staude, Business Partner Manager (Responsabile partner aziendali) del Volkswagen Digital Reality Hub.

Per superare questa sfida, l'azienda ha iniziato a riprogettare la propria architettura nel 2021 per concentrarsi su due iniziative: ottimizzare la pipeline di preparazione dei dati per ridurre la densità dei dati 3D di cui i dispositivi devono eseguire il rendering e trasferire i carichi di lavoro quasi in tempo reale al cloud per offrire agli utenti più potenza di elaborazione, più disponibilità e più flessibilità. Volkswagen aveva già utilizzato i servizi AWS e sapeva che AWS avrebbe potuto supportare le necessità relative all’hardware, come ad esempio GPU dedicate per carichi di lavoro VR su Amazon Elastic Compute Cloud (Amazon EC2), che fornisce capacità di elaborazione sicura e ridimensionabile per supportare potenzialmente qualsiasi carico di lavoro. "AWS fornisce una grande varietà di GPU su istanze di Amazon EC2", afferma Staude. "Possiamo sempre scegliere l'hardware corretto per il carico di lavoro in corso".

Volkswagen ha anche implementato il Volkswagen Digital Reality Hub, un sistema di gestione di software VR che ha creato insieme a Innoactive. Grazie a questo sistema di gestione dei contenuti VR, Volkswagen può offrire agli utenti un catalogo di applicazioni disponibili che supportano diversi casi d'uso e gestiscono la pipeline dei dati dall'archiviazione all'applicazione.

Ridurre la quantità di dati 3D di cui l'azienda deve effettuare il rendering e lo streaming ai dispositivi VR è fondamentale per rendere la tecnologia più accessibile, efficiente e conveniente. "In passato effettuavamo la preparazione dei dati 3D manualmente", spiega Staude. "Ci volevano circa 5 ore per ogni asset 3D". Ora l'azienda sta accelerando questo processo nel cloud utilizzando Amazon ECS per aumentare la velocità della propria applicazione di ottimizzazione dei dati 3D. Effettuare l'outsourcing della preparazione dei dati 3D al cloud libera computer che altrimenti sarebbero bloccati per ore ogni giorno. Rende anche l'intera pipeline più veloce e più accessibile. Uno degli strumenti di preparazione dei dati 3D più importanti di Volkswagen è Pixyz Scenario Processor, che trasforma automaticamente dati 3D complessi in asset 3D pronti per essere utilizzati con Unity. Lo strumento è disponibile nel Marketplace AWS, dove le aziende possono trovare, provare, acquistare e implementare software che vengono eseguiti su AWS. Viene eseguito in un container serverless su Amazon ECS, così Volkswagen può utilizzarlo all'interno di una pipeline più dinamica e connessa su AWS. L'azienda utilizza anche AWS Lambda, un servizio di elaborazione serverless che consente agli utenti di eseguire codice senza dover gestire server, per automatizzare il provisioning di calcolo e la risposta del sistema a nuovi dati in archiviazione.

Nel frattempo, la sostituzione di workstation grandi e costose on-premise con il cloud computing agile rimuove gli ostacoli principali all'adozione della VR. Volkswagen sta testando la propria abilità di eseguire il rendering nel cloud utilizzando istanze G4 di Amazon EC2, basate su GPU NVIDIA T4. Le istanze G4 di Amazon EC2 sono istanze GPU a costi contenuti per applicazioni di machine learning che fanno uso intensivo di grafica e forniscono prestazioni GPU scalabili nel cloud. Il sistema proof of concept dell'azienda può trasmettere in streaming i pixel direttamente ai dispositivi VR quasi in tempo reale utilizzando NVIDIA CloudXR, un protocollo di streaming AR/VR. "Grazie a questa soluzione, non dovremmo più elaborare dati on-premise", afferma Staude. "Potremmo semplicemente effettuare lo streaming dell'applicazione da un potente cluster di calcolo su AWS".

La scalabilità dei servizi AWS consente a Volkswagen di ridurre le risorse all'occorrenza con facilità. Questo vale anche per l'archiviazione back-end e la gestione degli asset 3D di Volkswagen. L'azienda usa Amazon Simple Storage Service (Amazon S3), un servizio di archiviazione di oggetti che offre scalabilità, disponibilità dei dati, sicurezza e prestazioni all'avanguardia nel settore, per rendere i dati 3D altamente disponibili per i dispositivi in tutte le proprie sedi. Grazie a una combinazione di potenti istanze di Amazon EC2, prestazioni flessibili dei container, archiviazione cloud scalabile, streaming ad alte prestazioni e il software di Innoactive, Volkswagen sta lavorando per rendere la tecnologia VR più accessibile ai dipendenti e per ridurre i tempi e i costi associati al rendering 3D. "Per noi utilizzare AWS è semplice ed efficace poiché ci sono tantissimi servizi nativi che supportano i nostri obiettivi e bozze di architettura", spiega Jan-Paul Brückmann, Product Owner del Volkswagen Digital Reality Hub. "L'uso dei servizi e la creazione di applicazioni sono processi chiari su AWS".

Volkswagen sta lavorando per semplificare e migliorare l'esperienza VR, rendendo al contempo l'infrastruttura più efficiente, più potente e più flessibile nel cloud. "Nei prossimi 5 anni, vogliamo portare molti più servizi nel Volkswagen Digital Reality Hub e continuare a migliorare il percorso degli utenti", afferma Brückmann.

Volkswagen sta preparando su AWS un futuro in cui i dipendenti possano accedere con facilità a tecnologie AR/VR storicamente complesse, consentendo loro di utilizzare ambienti VR che migliorano la produttività e la collaborazione su qualsiasi dispositivo, da qualsiasi luogo e in qualsiasi momento.