NVIDIA a anunțat la conferința GTC25, lansarea Newton, un motor virtual open-source de simulare a mediului fizic, construit pe tehnologia NVIDIA Warp. Acesta este conceput pentru a îmbunătăți precizia roboților în realizarea sarcinilor complexe și este compatibil cu framework-uri de învățare precum MuJoCo Playground și NVIDIA Isaac Lab—o platformă open-source unificată pentru antrenarea roboților.
Arhitectura Newton și integrarea cu NVIDIA Warp
Newton este construit pe NVIDIA Warp, o bibliotecă de accelerare CUDA-X care permite dezvoltatorilor să scrie programe bazate pe nuclee GPU pentru simulări fizice, AI, robotică și machine learning (ML). Acest framework performant oferă un mediu flexibil pentru construirea și rularea simulărilor bazate pe fizică, profitând de procesarea paralelă a GPU-urilor NVIDIA.
Motorul Newton este compatibil cu MuJoCo-Warp, o versiune accelerată a popularului motor fizic MuJoCo (Multi-Joint dynamics with Contact), utilizat intens în cercetarea roboticii, mai ales în medii cu interacțiuni dinamice complexe și contact bogat.
Pentru prima dată, Google DeepMind a introdus MuJoCo-Warp, un simulator open-source pentru robotică, accelerat prin NVIDIA Warp. Acesta oferă o creștere a vitezei de peste 70 de ori pentru simulările umanoide și o accelerare de 100 de ori în sarcinile de manipulare in-hand. MuJoCo-Warp va fi integrat ca motor fizic principal în Newton.
Caracteristici cheie ale Newton
🔹 Open-source și accesibil comunității
Newton este complet open-source, oferind roboticienilor libertatea de a-l folosi, distribui și îmbunătăți, contribuind astfel la avansul cercetării în domeniu.
🔹 Accelerare NVIDIA cu GPU-uri
Bazându-se pe NVIDIA CUDA-X și NVIDIA Warp, Newton oferă o platformă de simulare de înaltă performanță, optimizată pentru hardware-ul NVIDIA.
🔹 Compatibilitate cu MuJoCo-Warp
Prin utilizarea MuJoCo-Warp, Newton permite reutilizarea modelelor existente, economisind timp și resurse dezvoltatorilor care vor să adapteze aplicațiile pentru diferite motoare fizice.
🔹 Fizică diferențiabilă
Motorul permite propagarea gradientilor prin simulare, oferind suport pentru optimizarea și antrenarea modelelor de robotică prin metode avansate de machine learning. Simulatoarele diferențiabile pot genera rezultate în modul forward și pot calcula gradientele pentru back-propagation, facilitând optimizarea parametrilor sistemului robotic.
🔹 Extensibilitate pentru scenarii complexe
Pe măsură ce robotică evoluează, apar cerințe noi de simulare. Newton este extrem de extensibil, permițând simulări multiphysics complexe, cum ar fi interacțiuni între roboți și obiecte deformabile (alimente, țesături etc.), folosind solvere personalizate, integratori și metode numerice avansate.
Newton poate, de asemenea, combina mai multe tipuri de solvere. De exemplu, un solver bazat pe Material Point Method (MPM) poate fi folosit pentru simularea nisipului, care interacționează în același timp cu dinamica corpurilor rigide.
🔹 Construit pe OpenUSD
Newton utilizează framework-ul OpenUSD, un model de date flexibil ce permite agregarea și compunerea informațiilor necesare pentru descrierea roboților și a mediului lor de operare. Solverele și runtime-urile personalizate pot fi integrate pentru a simula capacități și interacțiuni specifice ale roboților.
Colaborarea cu Disney Research pentru roboți de divertisment
Disney Research este primul partener care va folosi Newton pentru avansarea platformei sale de roboți de divertisment, cum ar fi droidul expresiv BDX inspirat din Star Wars, care a fost prezentat pe scenă de CEO-ul NVIDIA, Jensen Huang, în cadrul GTC.
„BDX este doar începutul. Ne angajăm să aducem mai multe personaje la viață în moduri nemaiîntâlnite, iar această colaborare cu Disney Research, NVIDIA și Google DeepMind este esențială pentru această viziune.”
– Kyle Laughlin, SVP, Walt Disney Imagineering Research and Development
Disney Research, Google DeepMind, Intrinsic și NVIDIA colaborează, de asemenea, pentru a defini o structură OpenUSD pentru robotică. Această nouă arhitectură de date și pipeline unificat va permite crearea unui limbaj comun pentru datele robotice, standardizând fluxurile de lucru în industrie.
Impactul asupra roboticii și cercetării
Lansarea Newton aduce o schimbare majoră în domeniul simulării roboticii, oferind un instrument open-source puternic și optimizat pentru GPU, care:
✔ Reduce decalajul dintre simulare și realitate printr-un motor fizic mai precis și performant.
✔ Accelerează cercetarea și permite antrenarea rapidă a roboților într-un mediu virtual ultra-realist.
✔ Sprijină comunitatea open-source și facilitează colaborările între cercetători și dezvoltatori.
✔ Oferă compatibilitate cu OpenUSD pentru un flux de lucru unificat și standardizat în robotică.
Prin lansarea Newton, NVIDIA își consolidează rolul de lider în simularea roboticii, creând un ecosistem în care hardware-ul performant și software-ul avansat lucrează împreună pentru a modela viitorul roboților.
