先進的な AI ロボティクスの開発を加速します。
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NVIDIA Isaac Lab
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概要
汎用ヒューマノイド ロボットは、既存の人間中心の都市環境や産業用作業空間に素早く適応できるように設計されており、単調で反復的な作業や肉体的に負担の大きい作業の解決を支援します。
これらのロボットは工場の製造現場から医療施設まで活用の場を広げており、人間の作業を支援し、自動化によって人手不足を解消しています。
しかし、ヒューマノイド ロボットの構築には多岐にわたる複雑さとエンジニアリング上の課題が伴います。 これらには、人間らしい知覚の再現、自由度、器用さ、移動性、認知、全身の制御が含まれます。
そのため、人工知能 (AI)、機械学習、物理ベースのシミュレーション、センサー技術、組み込みコンピューティング、メカトロニクスなどのロボティクス研究分野と技術の進歩を加速することが求められています。
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技術的実装
NVIDIA は、汎用的なヒューマンフォームファクター ロボットの構築に使用できる高速化システム、ブループリント、ツール、サービス、アルゴリズム、その他のロボット技術を開発しています。
ヒューマノイド ロボットは、与えられた環境内で自律的に感知し、計画を立て、行動する必要があり、これには大量のデータをリアルタイムで処理することが求められます。 これには、ロボットの頭脳となる基盤モデルの訓練、ロボットの頭脳のシミュレーションと検証、そして最終的にこれらの頭脳と関連ソフトウェアを実際のロボットに展開することが必要です。
3 つの AI システムは以下の通りです:
GR00T は、ヒューマノイド ロボット開発を加速するための汎用ロボット基盤モデルとデータ パイプラインの研究イニシアチブおよび開発プラットフォームです。
ヒューマノイド ロボットは多様なタスクに対応するため、従来は別々の高価な AI モデルをさまざまなタスクに必要としていました。 ロボット基盤モデルは、幅広いデータを用いてトレーニングすることでこの課題を解決し、汎用化が可能なスキルを習得します。 これにより、ロボットはさまざまなタスクや環境に適応することができます。
NVIDIA Isaac GR00T N は、汎用化されたヒューマノイド ロボットの推論とスキルのための世界初のオープン基盤モデルです。 この異種エンボディメント (身体性) モデルは、言語や画像などのマルチモーダル入力を受け取り、多様な環境で操作タスクを実行します。 GR00T N は、実際のキャプチャされたデータ、NVIDIA Isaac GR00T-Mimic Blueprint のコンポーネントを使用して生成された合成データ、インターネット規模の動画データから構成される、拡張性の高い人型データセットでトレーニングされました。 このモデルは、特定のエンボディメント (身体性)、タスク、環境に適応するために事後学習を通じて調整可能です。
開発者がヒューマノイド ロボットを実世界に展開する前に、シミュレーションは、さまざまな物理的に正確な環境と条件でヒューマノイド ロボットを訓練する重要な鍵となります。
Omniverse プラットフォーム上に構築された NVIDIA Isaac Sim や Isaac Lab などのロボット学習とシミュレーション フレームワークは、複数のヒューマノイド ロボット エージェントを並列にトレーニングおよび検証するための物理的に正確なシミュレーションを実現します。
Isaac Lab は、Isaac Sim をベースに構築されたオープンソースの統合ロボット学習フレームワークであり、これらの学習技術をロボット ポリシーのトレーニングに適用するために使用できます。 その後、トレーニングされたロボット ポリシーは、物理ベースの仮想環境でヒューマノイド ロボットを構築、シミュレーション、テストするためのリファレンス アプリケーションである Isaac Sim で検証できます。
このために広範で高品質な実世界のデータセットを収集することは、困難であり、コストと時間がかかる場合があります。 物理的に正確なシミュレーションから生成された合成データは、データ収集を高速化し、ロボット学習モデルの汎用化に必要な多様性を提供することで、この課題に対処します。
NVIDIA Isaac GR00T-Dreams Blueprint は、NVIDIA Cosmos™ 基盤モデルを使用して、単一の画像と言語の指示に基づいて膨大な量の合成軌道データを生成します。これにより、ロボットは特定の遠隔操作データを必要とせずに、未知の環境で新しいタスクを学習できるようになります。
GR00T-Dreams Blueprint は、GR00T-Mimic Blueprint を補完します。 GR00T-Mimic は Omniverse と Cosmos を使用して既存のデータを補強し、GR00T-Dreams は Cosmos を使用してまったく新しいデータを生成します。
ヒューマノイド ロボットの把持機能には、大まかな操作タスクと細かい操作タスクの両方を実行できる、人間のような器用な物体操作スキルが必要です。 GR00T-Dexterity は、強化学習ベースのアプローチとリファレンス ワークフローを組み合わせて構築された包括的なモデルとポリシーのスイートであり、これらの先進的な機能の開発を可能にします。
複雑で動的な環境における汎用的なナビゲーションには、広範なチューニングが必要です。GR00T-Mobility リファレンス ワークフローを使用することで、様々な環境やロボットの形態に対応できる汎用的な移動能力を作成できます。
ヒューマノイド ロボットで全身制御の達成は困難であり、安定した操作と堅牢な移動の両方を要求します。 GR00T-Control は、一連の高度なモーション計画および制御モデル、ポリシー、リファレンス ワークフローでこの問題に対処し、効果的な制御システムの開発を効率化します。
模倣学習と遠隔操作データセットを使用することで、GR00T-Control は堅牢な全身モーション ポリシーのトレーニングを促進し、ヒューマノイド ロボットが器用な操作と移動スキルを学習できるようにします。
状況認識と対話効率を向上させるために、ヒューマノイド ロボットはイベント、空間、パーソナライズされた設定、文脈認識応答に関する長期記憶を必要とします。
GR00T-Perception は、Isaac Sim と Isaac ROS 上に構築された知覚ライブラリ群、基盤モデル、リファレンス ワークフローの堅牢なスイートで、これを実現します。 これらのツールは、視覚言語モデルや検索拡張メモリなどの先進技術を統合し、ヒューマノイド ロボットの知覚、認知、適応性を向上させます。
ロボット ハードウェアは、多様な条件下で適切なパフォーマンス、遅延、機能安全性を備えたヒューマノイド ロボットを動かすマルチモーダル AI モデルの集合体を運用するうえでも重要です。
NVIDIA Jetson AGX Thor は、NVIDIA の Blackwell GPU アーキテクチャを基盤とし、超高性能 AI コンピューティングと新しい Transformer Engine を提供しています。 これにより、新世代のヒューマノイド ロボットを可能にするために必要な超高性能な AI をエッジで提供します。
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