NVIDIA Developer рассказывает, что обучение робота навигации по препятствиям требует не только политики ходьбы. Робот должен воспринимать окружение, поддерживать равновесие и корректировать свои действия, когда преграды блокируют путь. Разработка этих возможностей включает несколько этапов: создание активов и окружения, использование физической симуляции для моделирования взаимодействия робота с окружением и обучение и оценка политик в симуляции. NVIDIA RTX Spark служит локальным центром разработки, поддерживая планирование с помощью ИИ и валидацию политик. NVIDIA Isaac Lab предоставляет фреймворк для обучения роботов с использованием методов обучения с подкреплением в облаке, в то время как Newton моделирует физическое поведение, а библиотеки NVIDIA Omniverse генерируют визуальные наблюдения в симуляции с помощью RTX рендеринга. Обученные политики возвращаются в RTX Spark для локальной оценки в NVIDIA Isaac Sim. В этой статье рассматривается рабочий процесс с использованием Microduck в качестве эталонного робота, а Hermes, NVIDIA Nemotron и Astra помогают с планированием и подготовкой. Вы узнаете, как создать симулированный курс препятствий, обучить политику навигации и оценить её поведение в симуляции — процесс, который вы можете адаптировать для своих роботов и задач. Это создаёт основу для физического развертывания, где различия между симуляцией и реальным поведением требуют дальнейшей доработки. Рабочий процесс начинается с запроса, описывающего курс препятствий и то, что Microduck должен научиться. На RTX Spark Hermes и NVIDIA Nemotron 3.5 Bolt переводят этот запрос в пошаговый проектный план. Инструкции определяют предполагаемую задачу, доступные ресурсы, ожидаемые результаты и этапы, которые агенты должны следовать. Используйте следующий пример для структурирования вашего запроса: Создайте и протестируйте симулированный курс препятствий для Microduck с задачами навигации и локомоции. Создайте фотореалистичное концептуальное изображение и поручите Astra построить и протестировать его. Рабочий процесс включает использование Hermes и Nemotron 3.5 Bolt для подготовки и Astra для создания активов и симуляции. Сначала необходимо изучить официальную документацию Microduck и подвести итоги возможностей, ограничений и неизвестных факторов. Определите планировку курса, размеры препятствий, зазоры и предполагаемый маршрут. Затем с помощью проверенного изображения Microduck создайте фотореалистичное концептуальное изображение курса. Проверьте внешний вид робота, относительный масштаб и пространство для движения; сохраните запросы и происхождение. После этого необходимо извлечь уникальные повторно используемые активы, сгруппировать повторяющиеся экземпляры и выбрать представительные обрезки. Зафиксируйте размеры, местоположения и ограничения ссылок; сохраните оригинальные изображения. Затем упакуйте план, бриф о роботе, концепт, инвентаризацию активов, обрезки и инструкции по выполнению. Проверьте необходимые файлы, делегируйте Astra и дождитесь подтвержденных результатов. Astra улучшает ссылки, моделирует геометрию в FreeCAD и применяет материалы в Blender. Перед симуляцией проверьте, чтобы каждый актив был завершён или явно заблокирован, с как минимум одной пригодной моделью. Затем соберите курс и протестируйте навигацию, задачи и сбросы. Предоставьте воспроизводимые инструкции и доказательства; не управляйте физическим оборудованием. Локальное планирование включает краткий обзор репозитория и документации Microduck. Этот обзор определяет возможности робота, ресурсы для последующей работы и детали, которые ещё необходимо проверить. Полученный план выходит за рамки создания активов: он описывает строительство окружения, подготовку робота, симуляцию, обучение, валидацию и развертывание. Курс должен тестировать как движение, так и восприятие. Microduck должен научиться двигаться вокруг препятствий и через ограниченные пространства, поддерживая равновесие. Используйте эти требования для управления предлагаемой планировкой и объектами, необходимыми для её создания. Astra создаёт 3D-активы, необходимые для курса, используя проектный план и ссылки с предыдущего этапа. Обрезка объектов из более крупного концептуального изображения может привести к созданию небольших, низкоразрешённых ссылок. Перед моделированием Astra использует облачное редактирование изображений для изоляции объектов и получения более ясных, высококачественных изображений. Astra сравнивает улучшенные ссылки с оригинальными обрезками, проверяя, что силуэты, пропорции, цвета и отличительные черты остаются последовательными. Улучшенные изображения предоставляют более чёткие указания для моделирования, в то время как оригиналы документируют, что было видно на концептуальном изображении. Astra управляет FreeCAD для создания базовой геометрии и редактируемой CAD-структуры, затем использует Blender для добавления тонких геометрических деталей и материалов. Сгенерированные активы сохраняются как редактируемые модели и экспортируются как USD-активы, с предварительными просмотром и проверками вывода для обзора. Вы также можете получить активы из SimReady Central Library, бесплатной и открытой библиотеки из более чем 2000 симуляционных активов OpenUSD. Повторное использование их наряду с новосозданными объектами снижает подготовку активов, необходимую для сборки курса препятствий в Isaac Sim. Astra компонирует курс препятствий, используя подготовленные активы в Isaac Sim. Isaac Sim предоставляет доступ к библиотекам Omniverse для рендеринга и возможностей симуляции сенсоров, в то время как Newton моделирует физическое поведение Microduck, включая движение и равновесие. Артикулированная структура робота и его движение определяются в симуляции через связи, суставы и актуаторы. Эти элементы устанавливают взаимосвязь между действиями политики и симулированным роботом. Связи представляют собой соединённые тела, суставы ограничивают их относительное движение, а актуаторы приводят в движение. Вместе они моделируют взаимодействие робота с его окружением. ИИ-агенты могут помочь в конфигурации этих элементов. Симулированные сенсорные наблюдения предоставляют информацию о препятствиях впереди. Когда робот пытается идти, симуляция фиксирует последствия его действий: сохраняет ли он позу, продвигается ли по курсу или спотыкается и падает. С готовым окружением NVIDIA Isaac Lab предоставляет инструменты для обучения и оценки политик робота в масштабе. Этот открытый фреймворк запускает множество симуляций Microduck одновременно, генерируя опыт, который алгоритм обучения с подкреплением использует для улучшения своей общей политики. Для каждой задачи вы определяете, что робот наблюдает, какие действия он может предпринять и какие награды используются для направления обучения. Затем вы реализуете задачу, используя API Isaac Lab. Newton, открытый, ускоренный с помощью GPU физический движок, моделирует, как Microduck движется и взаимодействует с землёй и своим окружением в ответ на эти действия. Ранние попытки могут включать нестабильные шаги, столкновения и падения. Обучающий алгоритм использует эти результаты и награды задачи для обновления политики к более успешному поведению. Каждая попытка следует тому же циклу симуляции: Симулированные наблюдения → действия политики → симулированное движение → обновлённые наблюдения. Параллельная симуляция предоставляет опыт от множества попыток одновременно для обучения политики. В этой задаче препятствия — это рампы и неровные поверхности: Microduck должен пересечь изогнутую рампу, поддерживая равновесие и избегая падений. Изменение местности даёт политике опыт корректировки своих движений в зависимости от различных условий грунта. Эксперимент по обучению на рампе и препятствиях использует активы, созданные Astra из предыдущих разделов, и пример окружения Microduck в Isaac Lab в качестве отправной точки. Политика локомоции, предварительно обученная в этом окружении, получает дополнительное обучение в Isaac Lab для преодоления рамп и препятствий, используя наблюдения глубины с камеры на голове и состояния робота. Эта адаптация использовала 4096 параллельных окружений на GPU NVIDIA RTX PRO 6000 Blackwell Workstation Edition. После обучения необходимо проверить обученную политику в Isaac Sim на локальном RTX Spark. Microduck получает симулированные наблюдения, предсказывает действия, движется по окружению и реагирует на обновлённую сцену на основе политики. Проверьте, обнаруживает ли Microduck препятствия, корректирует своё движение и завершает ли курс. Этот этап отделяет обучение политики от её оценки. Во время обучения политика меняется по мере получения нового опыта. Во время оценки вы исследуете поведение выбранной политики и определяете, где она успешна или нуждается в доработке. Запишите завершение курса, падения, столкновения и ситуации, в которых прогресс останавливается. Эти измерения, в паре с видео развертывания, могут помочь в итерациях окружения или настройки обучения. Как только политика работает надёжно в симуляции, следующим шагом является её запуск на бортовом компьютере робота. Эта статья охватывает работу, предшествующую этому этапу: создание активов, сборка окружения и обучение и оценка политики. Подготовка к переходу от симуляции к реальности начинается с симуляции, которая отражает, как ведёт себя реальный робот. Isaac Lab поддерживает модели лучших актуаторов (BAM) для моделирования отклика сервоприводов, включая задержки команд, механический люфт и падения напряжения, когда моторы берут энергию из общей батареи. Соответствие этих настроек измерениям Microduck может помочь сократить разрыв между симуляцией и реальностью. Даже с тщательно откалиброванной моделью, сенсоры, контакт с землёй и время управления могут отличаться на реальном роботе. Случайная доменная генерация Isaac Lab варьирует физические параметры и шум наблюдений в реалистичных пределах, предоставляя политике практику в обработке этих различий. Аппаратные тесты затем показывают, где нужны дальнейшие корректировки, направляя следующий раунд симуляции, обучения и валидации. Этот рабочий процесс соединяет планирование с помощью ИИ, симуляцию, создание активов и обучение и оценку политик роботов. Он сочетает локальную генерацию активов и окружения, обучение политик в облаке и локальную валидацию политик на RTX Spark. ИИ-агенты превращают запросы в планы, при этом Isaac Lab поддерживает обучение политик, а Isaac Sim — оценку перед развертыванием. Материал подготовлен нейросетью на основе оригинальной публикации. ИИ может ошибаться в деталях (цифры, имена, даты, цитаты) — для важной информации сверяйтесь с первоисточником.
From the original source:
SMNTCN (Semanticon) — глобальные новости ИИ
Read full article at SMNTCN (Semanticon) — глобальные новости ИИNVIDIA Developer explains how to teach the Microduck robot to walk in simulation
NVIDIA Developer describes the process of training the Microduck robot to navigate an obstacle course.
AI Summary & Key Takeaways
- NVIDIA Developer describes the process of training the Microduck robot to navigate an obstacle course.
NVIDIA Developer explains how to teach the Microduck robot to walk in simulation
Related stories
Webinar to discuss how the FCC robotics ruling affects automation buyers
Vecna Robotics makes its systems in the U.S. and is not directly affected by the FCC ruling. Credit: Eugene Demaitre In July, the Federal Communications Commission, or FCC, said it had determined that certain foreign-made advanced robots pose a cybersecurity and competitive risk…
Tencent releases Hy-Nomas: open-source interactive video world model that runs on a single RTX 4090 🌍
Tencent releases Hy-Nomas: open-source interactive video world model that runs on a single RTX 4090 🌍 The model builds the world from video segments, and you control it with text and camera trajectory: at each step you can change the scene, style, action, or angle, and the world's memory…
Multi-step Reinforcement Learning on Amazon SageMaker AI
AWS Machine Learning describes multi-step reinforcement learning on SageMaker AI.
Generative Bionics to launch Physical AI Data Factory in Italy
The first Data Factory hub is set to become one of Europe’s largest physical AI training facilities for humanoid robots. | Source: Generative Bionics Generative Bionics this week announced plans to build a proprietary, multi-site “Physical AI Data Factory” in Italy. The company…