10 lat treningu w godzinę dzięki Genesis: Matrix staje się rzeczywistością dla robotów

Genesis został stworzony przez konsorcjum 19 uniwersytetów i firm, w tym renomowane instytucje, takie jak MIT, Imperial College London, Peking University oraz firmy technologiczne, takie jak Nvidia i MIT-IBM Watson AI Lab. Symulator umożliwia robotom trenowanie w wirtualnych środowiskach i osiąganie prędkości uczenia się, które byłyby nieosiągalne w prawdziwym świecie. Według twórców, roboty w Genesis uczą się do 430 000 razy szybciej niż przy użyciu konwencjonalnych metod.

To ogromne przyspieszenie jest możliwe dzięki kilku innowacyjnym funkcjom. Jedną z nich jest możliwość tworzenia środowisk 3D przy użyciu sztucznej inteligencji i podpowiedzi tekstowych. Naukowcy i programiści mogą zatem szybko i łatwo generować złożone scenariusze, takie jak hale fabryczne, mieszkania lub środowiska miejskie, przekazując systemowi instrukcje tekstowe. Silnik fizyczny Genesis został opracowany od podstaw i jest w stanie symulować szeroką gamę materiałów i zjawisk fizycznych, od kolizji obiektów po interakcje cieczy i gazów.

Kolejną zaletą Genesis jest wysoka prędkość, którą można osiągnąć bez konieczności stosowania superkomputerów. Na standardowym Karcie graficznej Nvidia GeForce RTX 4090w niektórych symulacjach możliwe jest uzyskanie do 43 milionów klatek na sekundę (FPS). Jest to możliwe dzięki połączeniu wydajnego kodu i wieloplatformowej kompatybilności symulatora. Symulator fizyki działa z kartami graficznymi Nvidia i AMD, konwencjonalnymi procesorami i Apple's Metal, dzięki czemu jest dostępny dla szerokiego grona użytkowników. Jedna godzina obliczeń w symulatorze odpowiada nawet dziesięciu latom treningu w świecie rzeczywistym, co może drastycznie skrócić cykle rozwoju robotów.

Projekt ma charakter open source i został opublikowany na licencji Apache w wersji 2.0. Daje to programistom dużą swobodę w używaniu i modyfikowaniu kodu. Kod źródłowy i dalsze informacje są dostępne na stronie w serwisie GitHub.

Genesis ma szeroki zakres zastosowań. W przemyśle symulator może być wykorzystywany do optymalizacji linii produkcyjnych i ruchów robotów, w tym zadań takich jak spawanie, malowanie lub montaż. W rozwoju robotów domowych Genesis umożliwia testowanie algorytmów nawigacji w wirtualnych domach oraz symulację interakcji z przedmiotami i ludźmi. W badaniach i rozwoju Genesis może być wykorzystywany do badania nowych projektów robotów, nowych metod sterowania i przeprowadzania eksperymentów w bezpiecznych środowiskach wirtualnych. Genesis oferuje również potencjał w dziedzinie kontroli katastrof, takich jak szkolenie robotów do użytku w niebezpiecznych środowiskach, czego jednym z przykładów jest poszukiwanie zasypanych ofiar.

Imponujące wyniki symulacji można zobaczyć na stronie projektu https://github.com/Genesis-Embodied-AI/Genesis. Filmy wideo pokazują czworonożnego robota, który z pomocą Genesis nauczył się czołgać, biegać galopem, skakać na dwóch nogach, a nawet robić salto w tył. Sieć neuronowa, która kontroluje robota, została prawdopodobnie przeszkolona w ciągu zaledwie kilku godzin. Wykorzystano do tego narzędzie RoboGen, które działa w Genesis.

Genesis może być również interesujący dla przemysłu filmowego i twórców gier. Symulator może z łatwością tworzyć animacje cieczy i gazów, które w innym przypadku byłyby trudne do zaprogramowania. Genesis może również symulować złożone sekwencje ruchu w obszarze projektowania postaci, dzięki czemu animacje postaci wyglądają bardziej realistycznie.