O Que é o Metaverso?

Com o NVIDIA Omniverse, podemos (finalmente) nos conectar a ele para fazer um trabalho real. Veja como.
por Brian Caulfield

Qual é o metaverso? O metaverso é um mundo 3D virtual compartilhado, ou mundos, que são interativos, imersivos e colaborativos.

Assim como o universo físico é uma coleção de mundos conectados no espaço, o metaverso também pode ser considerado um monte de mundos.

Grandes games sociais on-line, como Fortnite e mundos virtuais criados por usuários como Minecraft e Roblox, refletem alguns elementos da ideia.

As ferramentas de videoconferência, que unem colegas distantes em meio à pandemia global de COVID, são outra dica do que está por vir.

Mas a visão apresentada pelo romance clássico de Neal Stephenson, “Snow Crash”, de 1992, vai muito além de qualquer game ou aplicação de videoconferência.

O metaverso se tornará uma plataforma que não está vinculada a nenhuma aplicação ou lugar único, digital ou real, explica Rev Lebaredian, vice-presidente de tecnologia de simulação da NVIDIA.

E assim como os lugares virtuais serão persistentes, o mesmo acontecerá com os objetos e identidades daqueles que se movem por eles, permitindo que bens e identidades digitais se movam de um mundo virtual para outro, e até mesmo para o nosso mundo, com realidade aumentada.

What is the metaverse? The metaverse is a shared virtual 3D world, or worlds, that are interactive, immersive, and collaborative.
O metaverso se tornará uma plataforma que não está vinculada a nenhum lugar, físico ou digital.

“Em última análise, estamos falando sobre a criação de outra realidade, outro mundo, que é tão rico quanto o mundo real”, disse Lebaredian.

Essas ideias já estão sendo postas em prática com o NVIDIA Omniverse, que, simplesmente, é uma plataforma para conectar mundos 3D em um universo virtual compartilhado.

Omniverse está em uso em um número crescente de indústrias para projetos como colaboração em design e criação de “digital twins”, simulações de edifícios e fábricas do mundo real.

BMW Group's “digital twin” factory.
O BMW Group usa o NVIDIA Omniverse para criar uma fábrica futura, um “digital twin” perfeito projetado inteiramente em digital e simulado do início ao fim no NVIDIA Omniverse.

Como o NVIDIA Omniverse Cria e Conecta Mundos Dentro do Metaverso

Então, como funciona o Omniverse? Podemos dividi-lo em três grandes partes.

A metaverse comprised of USD, physics, materials, path-tracing, and AI. All created with NVIDIA Omniverse.
O NVIDIA Omniverse une o framework de intercâmbio Universal Scene Description inventada pela Pixar com tecnologias para modelagem de física, materiais e path tracing em tempo real.

O primeiro é o Omniverso Nucleus. É um mecanismo de banco de dados que conecta os usuários e permite o intercâmbio de ativos 3D e descrições de cenas.

Uma vez conectado, designers fazendo modelagem, layout, sombreamento, animação, iluminação, efeitos especiais ou renderização podem colaborar para criar uma cena.

O Omniverse Nucleus depende do USD, ou Universal Scene Description, um framework de intercâmbio inventada pela Pixar em 2012.

Lançado como software de código aberto em 2016, o USD fornece uma linguagem comum rica para definir, empacotar, montar e editar dados 3D para uma gama crescente de setores e aplicações.

Lebardian e outros dizem que o USD é para o metaverso emergente o que a linguagem de marcação de hipertexto, ou HTML, era para a web, uma linguagem comum que pode ser usada e avançada para dar suporte ao metaverso.

Vários usuários podem se conectar ao Nucleus, transmitindo e recebendo mudanças para seu mundo como fragmentos de USD.

A segunda parte do Omniverse é o mecanismo de composição, renderização e animação, a simulação do mundo virtual.

A metaverse of virtual worlds in NVIDIA DRIVE.
Simulação de mundos virtuais no NVIDIA DRIVE Sim no Omniverse.

Omniverse é uma plataforma construída do zero para ser baseada fisicamente. Graças às tecnologias gráficas NVIDIA RTX, que utiliza o path traced, simulando como cada raio de luz reflete em um mundo virtual em tempo real.

Omniverse simula física com NVIDIA PhysX. Simula materiais com NVIDIA MDL, ou linguagem de definição de material.

Marbles at Night is created using over 100 million polygons.
Integrado no NVIDIA Omniverse, Marbles at Night é uma demonstração baseada em física criada com luzes de ray tracing dinâmico e mais de 100 milhões de polígonos.

E o Omniverse é totalmente integrado com a NVIDIA AI (que é a chave para o avanço da robótica, mais sobre isso depois).

Omniverse é nativo do cloud, escala em várias GPUs, executa em qualquer plataforma RTX e transmite remotamente para qualquer dispositivo.

A terceira parte é NVIDIA CloudXR, que inclui software cliente e servidor para streaming de conteúdo de realidade estendida de aplicações OpenVR para dispositivos Android e Windows, permitindo aos usuários entrar e sair do Omniverse.

A metaverse, blending real and virtual realities.
NVIDIA Omniverse promete combinar realidades reais e virtuais.

Você pode se teletransportar para o Omniverse com realidade virtual, e a AI pode se teletransportar para fora do Omniverse com realidade aumentada.

Metaversos Tornados Reais

A NVIDIA lançou a versão open beta do Omniverse em dezembro e o NVIDIA Omniverse Enterprise em abril. Profissionais de uma ampla variedade de setores o colocam para funcionar rapidamente.

Na Foster + Partners, a lendária empresa de design e arquitetura que projetou a sede da Apple e a famosa torre de escritórios 30 St Mary Axe de Londres, mais conhecida como ” The Gherkin “, designers em 14 países em todo o mundo criam edifícios juntos em seu espaço virtual compartilhado no Omniverse.

Pioneira em efeitos visuais, a Industrial Light & Magic está testando o Omniverse para reunir pipelines de ferramentas internas e externas de vários estúdios. O Omniverse permite que eles colaborem, renderizem tomadas finais em tempo real e criem conjuntos virtuais massivos como holodecks.

A empresa multinacional de rede e telecomunicações Ericsson usa o Omniverse para simular a propagação da onda 5G em tempo real, minimizando a interferência de múltiplos caminhos em ambientes urbanos densos.

A digital twin city where Ericsson can study 5G wave propagation in real time.
Ericsson usa Omniverse para fazer simulação de propagação de ondas 5G em tempo real em ambientes urbanos densos.

A empresa de software de engenharia de infraestrutura Bentley Systems está usando o Omniverse para criar um conjunto de aplicações na plataforma. A plataforma iTwin da Bentley cria um digital twin de infraestrutura 4D para simular a construção de um ativo de infraestrutura e, em seguida, monitorar e otimizar seu desempenho ao longo de seu ciclo de vida.

O Metaverso Pode Ajudar Humanos e Robôs a Colaborar

Esses mundos virtuais são ideais para o treinamento de robôs.

Um dos recursos essenciais do NVIDIA Omniverse é que ele obedece às leis da física. O Omniverse pode simular partículas e fluidos, materiais e até as molas e cabos de máquinas.

Modelar o mundo natural em um mundo virtual é uma capacidade fundamental para a robótica.

Ele permite que os usuários criem um mundo virtual onde robôs, movidos por cérebros de AI que podem aprender com seus ambientes reais ou digitais, podem treinar.

Depois que as mentes desses robôs são treinadas no Omniverse, os roboticistas podem carregar esses cérebros em um NVIDIA Jetson e conectá-lo a um robô real.

Esses robôs virão em todos os tamanhos e formas, motores de caixa, braços de pick-and-place, empilhadeiras, carros, caminhões e até edifícios.

No futuro, uma fábrica será um robô, orquestrando muitos robôs em seu interior, construindo carros que também são robôs.

Como o Metaverso e o NVIDIA Omniverse Habilitam os Digital Twins

NVIDIA Omniverse fornece uma descrição para esses mundos compartilhados aos quais pessoas e robôs podem se conectar, e colaborar, para trabalhar melhor juntos.

É uma ideia que a montadora BMW Group já está colocando em prática.

A montadora produz mais de 2 milhões de carros por ano. Em sua fábrica mais avançada, a empresa fabrica um carro a cada minuto. E cada veículo é personalizado de forma diferente.

O BMW Group está usando o NVIDIA Omniverse para criar uma futura fábrica, um “digital twin” perfeito. Ele foi projetado inteiramente em formato digital e simulado do início ao fim no Omniverse.

A fábrica habilitada para Omniverse pode se conectar a sistemas de planejamento de recursos empresariais, simulando o rendimento da fábrica. Ele pode simular novos layouts de plantas. Ele pode até mesmo se tornar o painel para funcionários da fábrica, que podem se conectar a um robô para teleoperá-lo.

A AI e o software que executam a fábrica virtual são iguais aos da fábrica física. Em outras palavras, as fábricas virtuais e físicas e seus robôs funcionarão em loop. Eles são gêmeos.

Não É Mais Ficção Científica

Omniverse é o “encanamento” sobre o qual os metaversos podem ser construídos.

É uma plataforma aberta com intercâmbio 3D universal USD, conectando-os a uma grande rede de usuários. A NVIDIA já possui 12 conectores Omniverse para as principais ferramentas de design, com outros 40 a caminho. O código de amostra do SDK do Conector Omniverse, para que os desenvolvedores escrevam seus próprios Conectores, está disponível para download agora.

As plataformas de ferramentas de design mais importantes estão inscritas. A NVIDIA já alistou parceiros das maiores indústrias do mundo: mídia e entretenimento; games; arquitetura, engenharia e construção; manufatura; telecomunicações; infraestrutura; e automotivo.

E o hardware necessário para executá-lo está aqui agora.

Fabricantes de computadores em todo o mundo estão construindo workstations, notebooks e servidores certificados pela NVIDIA, que foram validados para rodar cargas de trabalho aceleradas por GPU com desempenho, confiabilidade e escala ideais. E a partir do final deste ano, o Omniverse Enterprise estará disponível para licença corporativa por meio de assinatura da Rede de Parceiros da NVIDIA.

Teams using Omniverse to collaborate in real-time.
Com o NVIDIA Omniverse, as equipes podem colaborar em tempo real, de diferentes lugares, usando diferentes ferramentas, no mesmo projeto.

Graças ao NVIDIA Omniverse, o metaverso não é mais ficção científica.

De Volta para o Futuro

Então o que vem depois?

Os humanos têm explorado a forma como percebemos o mundo há milhares de anos, destaca Lebaredian da NVIDIA. Temos hackeado nossos sentidos para construir realidades virtuais por meio da música, arte e literatura por milênios.

Em seguida, adicione interatividade e a capacidade de colaboração, diz ele. Telas melhores, monitores tipo head-mounted como o Oculus Quest e dispositivos de realidade mista como o Hololens da Microsoft são todos passos em direção a uma imersão total.

Todos esses equipamentos vão evoluir. Mas o mais importante já está aqui: uma simulação de alta fidelidade de nosso mundo virtual para alimentar o display. Esse é o NVIDIA Omniverse.

Para roubar uma frase do mestre da ficção científica William Gibson: o futuro já está aqui; apenas não é distribuído de maneira muito uniforme.

O metaverso é o meio pelo qual podemos distribuir essas experiências de maneira mais uniforme. Trazido à vida pela NVIDIA Omniverse, o metaverso promete entrelaçar humanos, AI e robôs em novos mundos fantásticos.