Image courtesy of Algoryx Simulation AB

Unreal Engine での信頼性の高いシミュレーションを Algoryx が実現

2022年11月17日
忠実度の高いシミュレーションを作成するには、物理学についての深い理解が不可欠です。空間および時間を通じての物質の動きと振る舞い、そしてそれに影響する力について知る必要があります。

スウェーデンでトップ クラスの AI 企業 Algoryx は、計算物理学、数学、コンピューター グラフィックス、バーチャル リアリティ、コンピューター サイエンスについての深い理解を活かして、多体動力学シミュレーション物理エンジンを作成しました。そのエンジンは、リアルタイム エンジニアリング シミュレーション アプリケーションを実現するための忠実度、安定性、スピードをもたらします。

Algoryx の CEO 兼共同創業者、Kenneth Bodin 氏は次のように述べています。「Algoryx の創業当初に考えていたのは、世界最高の物理センターになることでした。産業用途とプロフェッショナル向けの科学的な用途での世界最高の物理センターを作ろうと考えました。最初に取り組んだ応用分野はバーチャル リアリティ シミュレーターでした」

Algoryx は AGX Dynamics for Unreal プラグインをリリースしました。現実に即した正確な機械シミュレーションを航空、林業、鉱業、重機械、ロボット工学、製造など幅広い業界にもたらします。
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新しいプラグインを使うことで開発者やエンジニアは Algoryx の定評ある高忠実度の物理システムをフォトリアル リアルタイム 3D を実現する Unreal Engine に提供します。強力でオープンなプラットフォームを活用して、機械オペレーター向けに最先端のシミュレーション トレーニングとテスト ソリューションを構築することができます。

「産業レベルの物理と最高品質のグラフィックスを組み合わせたシミュレーション ツールが必要です。そしてそのシミュレーション ツールを、制御システム、機械学習システム、センサー、シミュレーションと組み合わせる必要があります。Unreal Engine が当社にとって非常に重要なのはそのためです」と Bodin 氏は述べています。
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Algoryx の最高技術責任者兼共同創業者、Anders Backman 氏は次のように述べています。「1999 年から 2000 年にかけてバーチャル リアリティのアプリケーションを開発していたころは、ツールがまったくありませんでした。高価なアプリケーションはいくつかありましたが、ソフトウェアはすべて自分で作成する必要がありました。そこで、スクリプティング可能な 3D レンダリング アプリケーションを独自に開発しました。サウンド、物理、あらゆるガジェットとの触覚接続に対応したアプリケーションでした。今日のゲーム エンジンに存在する機能を多く備えていました。私たちは、さまざまな機能を持ったリアルタイムの物理をかなり早い時期に手がけていたということです」

元々は、産業界の顧客をこの種のプラットフォームに移行させるのは難しいことでした。テクノロジーに対する抵抗があったためです。しかし、Bodin 氏によれば、そうした状況は数年前に変化しました。

「エンジニアリングの市場は、いくつかの理由から大きく変化しました。1 つには、サステナビリティや電化を促す強い流れが挙げられます。そのためにはまったく新しいタイプの乗り物が必要になります。そこで、全体像を得ることができるシステムをシミュレートする需要が生まれました。そしてその直後に、機械の自律性の実現に向けた取り組みが始まりました。現実の乗り物に人工知能を搭載してうまくいくことを願う、というわけにはいきません。機械の自律性を実現するには、自動運転する自律的な機械をシミュレーション内で動作させる必要があります」
 
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Backman 氏によると、Unreal Engine 5 のリリースは飛躍的な進歩であり、多くの人を心変わりさせました。

「フォトリアルなレンダリングをリアルタイムで行うことができるようになりました。リアルな気象状況を再現できるため、雨、雪、霧、暗所などの環境での乗り物のシミュレーションに最適です。これは以前にはできなかったことで、当社の顧客はこの機能をとても気に入っていて、導入を望んでいます」
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Bodin 氏は次のように述べています。「Algoryx では、ボトムアップとトップダウン、両方のソリューションを提供したいと考えていました。そこで、Unreal Engine との最初の直接的な連携として、汎用のボトムアップのプラグインを開発しました。そしてトップダウンの側としては、産業界の顧客向けのソリューション開発にも取り組んでいます。これは当社にとっては新しい市場です。ボトムアップでプラットフォームを重視し、トップダウンで設計を実際に応用する。この 2 つを組み合わせられることが非常に重要です」

Algoryx は、多くの種類の問題を解決できるようになるために AGX Dynamics を開発しました。Bodin 氏によると、多くの種類の問題を解決するというのは Unreal Engine と Algoryx の共通点です。

「Unreal Engine のプラットフォームは特別なものです。汎用性に非常に優れており、エンジニアリングのシミュレーション、科学研究の円滑化、バーチャル リアリティなどで、ほとんど何でも行うことができます。私たちは、顧客がプラットフォームを拡張し、当社ができること以上のことを実現できるように、プラットフォームがオープンで広く利用できるものであることも望んでいました」

Unreal Engine は広く配布されており、誰でも利用できる開発プラットフォームであるため、Bodin 氏は、多くの優秀な Unreal デベロッパーや人材が Algoryx のアプリケーションの開発をサポートしていると述べています。

そのように Algoryx と協力関係にある人材の 1 人が Mikael Lugnegård 氏です。ウメオ大学の名門 Institute of Design の卒業生である Lugnegård 氏は、Maximum Games でアート ディレクターを務めています。Algoryx は、そのテクノロジーを実証するために、Lugnegård 氏が作成したホイール ローダーの未来像を使用しています。

Lugnegård 氏は次のように述べています。「現実のデータに基づいて機械工と協力してホイール ローダーを設計し、ビジュアルの限界を追求するのは、とても楽しかったです。ホイール ローダーを目立つものにするための言語や特徴を見つけるのは、強烈な印象を与える経験でした」
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Bodin 氏が AGX Dynamics のプラットフォームとして Unreal Engine を使っている要因の一部は、そのワークフローと使いやすさです。「プログラマーでなくても開発できるという点がとてもありがたいです」

Algoryx では、製品を開発するためのプログラミング言語として主に C++ と Python を使っています。どちらも Unreal Engine と相性の良い言語だと Bodin 氏は述べています。「パフォーマンス、拡張性、柔軟性、アクセスのしやすさに優れています」

Backman 氏は次のように述べています。「プログラミングでは注意が必要です。C++ のコードを書くのはやや難しいですが、パフォーマンスにはとても優れています。すべてを読み込んだら、ファイルを変更するたびに何かがコンパイルされるまで待つ必要はありません。一度コンパイルすればロードでき、あとは動作し続けます」

顧客に最高のサービスを提供するために Algoryx が必要とする、物理に関わるすべての応用例や計算を実装するには、レンダリングが何より重要です。

Algoryx のプラグインを使うと、質量を持つボディ、衝突し得るシェイプ、摩擦と反発を定義するためのコンタクト マテリアルを Unreal Editor で直接作成できます。顧客はウインチを使うワイヤーをモデリングし、ボディに接続することもできます。
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Backman 氏は次のように述べています。「当社のパイプラインの 1 つでは、CAD モデルをインポートし、レンダリング マテリアルを更新し、ダイナミクスが含まれている完成品を環境に直接追加できます。何かを変更した場合には、レンダリングについては Unreal Engine がすべて把握しています。レンダリングに関しては Unreal Engine は最先端です。その点には疑いの余地はありません」

Algoryx から無料の評価ライセンスを入手して実際に試すことが可能です。現実に即した高忠実度のリアルタイム物理シミュレーションを構築したい開発者とエンジニアは、Unreal Engine を使ったアプリケーションで AGX Dynamics for Unreal プラグインを活用できます。

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