10 лет обучения за один час благодаря Genesis: Матрица становится реальностью для роботов

Genesis был создан консорциумом из 19 университетов и компаний, включая такие известные учебные заведения, как Массачусетский технологический институт, Имперский колледж Лондона, Пекинский университет, а также технологические компании, такие как Nvidia и MIT-IBM Watson AI Lab. Симулятор позволяет роботам тренироваться в виртуальной среде и достигать скорости обучения, которая была бы недостижима в реальном мире. По словам разработчиков, роботы в Genesis обучаются в 430 000 раз быстрее, чем с помощью обычных методов.

Такое колоссальное ускорение стало возможным благодаря нескольким инновационным функциям. Одна из них - возможность создавать 3D-окружение с помощью искусственного интеллекта и текстовых подсказок. Таким образом, исследователи и разработчики могут быстро и легко создавать сложные сценарии, например, заводские цеха, квартиры или городскую среду, давая системе текстовые инструкции. Физический движок, лежащий в основе Genesis, был разработан с нуля и способен моделировать широкий спектр материалов и физических явлений, начиная от столкновения объектов и заканчивая взаимодействием жидкостей и газов.

Еще одно преимущество Genesis - высокая скорость, которую можно достичь без использования суперкомпьютеров. На стандартном Видеокарте Nvidia GeForce RTX 4090в некоторых симуляциях можно получить до 43 миллионов кадров в секунду (FPS). Это стало возможным благодаря сочетанию эффективного кода и кроссплатформенной совместимости симулятора. Физический симулятор работает с видеокартами Nvidia и AMD, обычными процессорами и Apple's Metal, что делает его доступным для широкого круга пользователей. Один час расчетов в симуляторе эквивалентен десяти годам обучения в реальном мире, что может значительно сократить циклы разработки роботов.

Проект имеет открытый исходный код и опубликован под лицензией Apache, версия 2.0. Это дает разработчикам большую свободу в использовании и изменении кода. Исходный код и дополнительная информация доступны на GitHub.

Genesis имеет широкий спектр применения. В промышленности симулятор можно использовать для оптимизации производственных линий и движений роботов, включая такие задачи, как сварка, покраска или сборка. При разработке бытовых роботов Genesis позволяет тестировать алгоритмы навигации в виртуальных домах и моделировать взаимодействие с предметами и людьми. В области исследований и разработок Genesis можно использовать для изучения новых конструкций роботов, новых методов управления и проведения экспериментов в безопасных виртуальных средах. Genesis также предлагает потенциал в области борьбы со стихийными бедствиями, например, для подготовки роботов к работе в опасных условиях, одним из примеров которых является поиск погребенных жертв.

Впечатляющие результаты моделирования можно увидеть на странице проекта https://github.com/Genesis-Embodied-AI/Genesis. В видеороликах показан четвероногий робот, который с помощью Genesis научился ползать, бегать галопом, прыгать на двух ногах и даже делать сальто назад. Нейронная сеть, управляющая роботом, скорее всего, была обучена всего за несколько часов. Для этого использовался инструмент RoboGen, который работает в Genesis.

Genesis также может быть интересен для киноиндустрии и разработчиков игр. Симулятор может легко создавать анимации жидкостей и газов, которые иначе было бы трудно запрограммировать. Genesis также может моделировать сложные последовательности движений в области дизайна персонажей, благодаря чему анимация персонажей выглядит более реалистично.