使用 NVIDIA Isaac Sim 4.0 和 NVIDIA Isaac Lab 通过 AI 和模拟增强机器人工作流程

目录

NVIDIA Isaac Sim 4.0 的新功能

使用 PIP 安装更快地开始

通过基于向导的导入提高了可用性

附加资产库

PhysX 5.4 的新功能可用于模拟和检查关节

新的模拟功能

增强的物理模拟

更多对传感器模拟的支持

利用 Isaac Lab 加速强化学习 

生态系统采用

Isaac Sim 为 ROS 开发人员提供更多支持

开始开发您的机器人解决方案


由物理 AI 驱动的 AI 机器人时代已经到来。物理 AI 模型能够理解其环境并自主完成物理世界中的复杂任务。许多复杂任务(例如灵巧的操作和在崎岖地形上的人形移动)都难以编程,因此只能依靠在模拟中使用强化学习 (RL) 训练的生成物理 AI模型。

借助基于NVIDIA Omniverse构建的参考应用程序NVIDIA Isaac Sim,开发人员可以在遵循物理定律的虚拟环境中设计、模拟、测试和训练基于 AI 的机器人和自主机器。  

NVIDIA Isaac Sim 使团队能够生成合成数据、训练机器人策略并运行多种假设场景,以在部署之前验证整个机器人堆栈。 

该文章介绍了最新的 Isaac Sim 4.0 版本,其中包括NVIDIA PhysX 5.4 和Isaac Lab。Isaac Sim 4.0 现已可供下载,它基于NVIDIA Omniverse Kit 106构建,为开发人员带来了更大的便利性和对工作流程的控制。 

NVIDIA Isaac Sim 4.0 的新功能

Isaac Sim 4.0 提供了强大的新功能和增强功能,以增强您的机器人工作流程,其中包括:  

  • 使用 PIP 更快地安装
  • 通过基于向导的导入和系统兼容性检查器提高可用性
  • 新资产、环境、机器人、环境传感器 
  • 新的 PhysX 功能,如模拟关节、TGS 解算器、残差可视化等
  • 用于强化学习的多 GPU 和多节点功能

继续阅读以了解有关这些新功能的更多信息,以及模拟阶段使用的新的 PhysX 和传感器功能。

使用 PIP 安装更快地开始

现在,您可以使用 Python包管理器(例如 PIP)在本地或远程系统上安装 Isaac Sim 。这使用开发人员熟悉的相同开发环境大大加速并简化了安装过程。在基于云的 IDE(例如 Jupyter)中轻松部署 Isaac Sim。

此外,您现在可以使用兼容性检查器应用程序查看系统要求和兼容性。这可以在开始安装过程之前提供即时反馈。 

通过基于向导的导入提高了可用性

每次模拟都从构建虚拟环境以及占据其中空间的机器人开始。为了加快此过程,Isaac Sim 现在包含一个向导,其中包含在指定环境中导入和调整机器人的指导过程。该向导有大量其他选项文档,最常见的工具包括 CAD 导入器、传感器、索具机器人等。 

### 功能对比分析 #### Isaac Sim 4.5 的功能特点 Isaac SimNVIDIA 提供的一个用于机器人仿真开发的强大工具,其版本 4.5 增强了许多核心能力。它支持高精度物理模拟以及复杂的传感器建模,能够帮助开发者创建逼真的虚拟环境来测试训练机器人算法[^1]。此外,在图形渲染方面,Isaac Sim 4.5 利用了 Omniverse 平台的技术优势,提供了高质量的视觉效果,这对于依赖计算机视觉的应用场景尤为重要。 以下是 Isaac Sim 4.5 的一些主要特性: - **增强型物理引擎**:改进了碰撞检测机制并优化了刚体动力学计算性能。 - **多GPU加速支持**:允许利用多个 GPU 来提升大规模仿真的效率。 - **扩展插件生态系统**:新增多种第三方集成选项以便于与其他软件协同工作[^2]。 ```python import omni.isaac as isaac_sim isaac_sim.init() print("Initializing Isaac Sim version:", isaac_sim.__version__) ``` #### Isaac Lab 2.0 的功能特点 相比之下,Isaac Lab 更专注于提供一种直观易用的操作界面来进行实验设计与执行监控。作为独立应用程序的一部分,Isaac Lab 版本号达到 2.0 后引入了一些新特性改善用户体验的设计理念[^3]: - **简化的工作流程管理器**:使设置复杂任务序列变得更加简单快捷。 - **实时数据可视化面板**:增强了对运行期间各项指标变化趋势的理解力。 - **强化学习框架适配层**:方便连接到外部 AI 训练平台完成端到端解决方案构建过程[^4]。 尽管两者都隶属于同一产品线之下,但它们各自侧重点有所不同——前者更偏向底层技术实现层面的支持;后者则倾向于高层应用交互体验上的打磨完善。 ### 差异总结表 | 对比维度 | Isaac Sim 4.5 | Isaac Lab 2.0 | |------------------|---------------------------------------|-------------------------------------| | 主要用途 | 高级仿真及研发 | 实验操作与结果展示 | | 技术细节关注程度 | 较深 | 中等 | | 用户友好度 | 开发者导向 | 新手友好 | 通过上述描述可以看出,虽然同属NVIDIA旗下的两款重要工具,但是针对不同类型的使用者群体分别进行了定制化调整以满足特定需求[^5]。
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