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DAY 5
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AI Engineering

Physical AI 驗證工程:30 天把機器人模擬變成可檢查的證據系列 第 5

Day 5|文字流程要如何變成工程師能檢查的任務資料?

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從腳本到 PA-TMIR,再到 OpenUSD 場景

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觀看重點:影片只能呈現物件與機械臂如何移動;文章要另外確認座標、資產版本、前置條件與失敗紀錄是否存在。

Day 4 的腳本已經說清楚誰做什麼,也列出主要缺漏。但自然語言仍可能有不同解讀。例如「把工件放到檢查站」沒有指定工件座標系、接近姿態、放置公差與完成訊號。

如果直接由一段文字產生 3D 動畫,系統可能只是選了一組看起來合理的假設。下一位工程師很難知道哪些來自原始需求,哪些是生成過程自行補上的。

本篇只回答一個問題:如何把製程腳本整理成可版本化、可檢查的任務中介表示?

什麼是任務 IR?

IR 是 Intermediate Representation,中文可理解為中介表示。它位於自然語言與模擬程式之間,把模糊敘述整理成固定欄位。

Physical AI Studio 網站以 PA-TMIR 表示平台的工程任務模型。公開頁面呈現的欄位包括目標、角色、單位、座標、驗證內容與缺漏資料。

文章可以整理成:

欄位 電鍍吊掛示例 驗證重點
Goal 完成一批吊掛電鍍並處理返工 是否只有一個主要目標?
Actors Franka、Gantry、Quality Gate、工件 每個動作是否有明確角色?
Units mm 是否與資產及模擬設定一致?
Frames world、robot_base、workpiece 轉換方向與原點是否明確?
Steps 取件、上掛、處理、檢查、下料 前置條件與完成訊號是什麼?
Branches PASS 下料、FAIL 返工 失敗路徑是否可執行?
Verify 碰撞、可達性、節拍、返工 每一項是否有門檻?
Missing 座標、夾爪版本、品質門檻 是否會阻擋送入模擬?

IR 的價值不是格式比較漂亮,而是讓缺漏成為可以阻擋下一步的正式狀態。

阻擋項沒有補齊,就不應送入模擬

Physical AI Studio 教學頁明確寫出:腳本不能直接丟進 Isaac Sim;規格書要先整理任務、座標、單位、資產、驗證內容與成熟度,阻擋項未補齊前不送模擬工作。

建議至少把缺漏分成三類:

  • Blocker:沒有這項資料就無法建立可信場景,例如機器人型號、單位與主要工件尺寸。
  • Assumption:可以暫時假設,但必須在畫面與報告標示,例如展示用節拍。
  • Enhancement:不影響本次核心問題,可留到下一版,例如更完整的材質與照明。

若所有缺漏都被系統默認填值,最後得到的只是 AI 的情境版本,不是工程團隊共同確認的需求。

OpenUSD 在這條流程中負責什麼?

OpenUSD 是可組合、可編輯與可版本化的 3D 場景描述。它負責承載:

  • 機器人、治具、工件與環境資產。
  • 物件階層與穩定識別路徑。
  • 位置、方向、尺度與座標關係。
  • 不同版本、配置與外部引用。
  • 可供後續物理屬性與語意資料綁定的場景結構。

OpenUSD 不會自動證明手臂可達、路徑無碰撞或節拍達標。它是設計與交換的共同語言;真正的物理與運動驗證由 Isaac Sim 等工具執行。

從 IR 到場景的最低對照

在進入 3D 前,可先確認每個 IR 欄位都有場景去向:

IR 資料 OpenUSD/場景對應
Actor Prim 或資產引用
Frame Xform 與座標關係
Asset version Reference、資產清單與版本紀錄
Workcell layout 各工站相對位置
Task target 取放點、目標姿態或標記 Prim
Branch state 場景狀態、事件或外部任務邏輯
Validation target 後續驗證器讀取的物件與指標

如果某個任務步驟找不到對應的物件、座標或狀態,表示場景還沒有承載完整需求。

本篇完成條件

本篇完成品不是一段可執行控制碼,而是一份可審查的任務 IR 草稿。它至少要做到:

  1. 每個步驟有前置條件、動作與完成條件。
  2. 所有數值有單位,所有位置有座標系。
  3. 資產有型號或明確的示意標記。
  4. 正常與失敗分支都存在。
  5. 缺漏資料被分類,Blocker 不會被默默略過。
  6. 驗證內容已指向碰撞、可達性、節拍或指定結果。

公開工作室目前只展示 IR 的使用者介面設計,尚未串接實際解析後端。因此,本文的表格是依公開架構整理的文章示例,不宣稱已由線上系統自動產生。

今天帶走三件事

  1. 任務 IR 的工作是保存需求、假設、缺漏與版本,不是讓格式看起來更複雜。
  2. OpenUSD 負責場景設計與交換;它本身不是物理驗證結果。
  3. 座標、單位與資產版本沒有對齊,畫面再完整也不能進入可信驗證。

Day 6 會把 OpenUSD 場景交給 Isaac Sim,說明「動畫會播放」與「工程條件通過」之間還差哪些證據。


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