Robotics

Isaac Sim で AI ロボットの開発、テスト、トレーニングを加速

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NVIDIA は、NVIDIA Isaac Sim の 2022.1 リリースの提供開始を発表しました。ロボティクス シミュレーションおよび合成データ生成 (SDG) ツールとして、この NVIDIA Omniverse アプリケーションは、ロボティクスにおける AI の開発、テスト、およびトレーニングを加速させます。

Isaac Sim により開発者は AI パーセプション モデルをトレーニングするための製品品質のデータセットを生成することができます。また、開発者は、ロボットのナビゲーションと操作をシミュレートし、ロボット アプリケーションを継続的に検証するためのテスト環境を構築することが可能になります。

最新版では、協働ロボット (Cobot) をトレーニングするための判断フレームワーク「NVIDIA Isaac Cortex」や、 GPU で加速する強化学習 (RL) フレームワーク「Isaac Gym」などの新しいツールで AI ロボットの時代を進化させられます。合成データ生成ツール、 API 、ワークフロー セットである NVIDIA Isaac Replicator もアップデートされ、SDG 用の産業環境を手続き的に生成するための新機能が追加されています。

図 1. Isaac Cortex によるブロックの積み上げ例

NVIDIA Isaac Sim 2022.1 リリースのハイライト

Isaac Cortex: ゲームの AI をプログラミングするように、Cobot のタスクを簡単にプログラミングできます。この決定フレームワークを Cobot に活用することで、タスクを認識し、適応するスキルを開発することができます。ロボットの脳に相当する世界の信念表現を用いて、実データまたはシミュレーションデータを入力として使用し、その結果として動作が生成されます。

Isaac GYM: 数週間ではなく、数分でロボットをトレーニングします。これは RL を使った複雑なロボット スキルのトレーニングとなります。Isaac GYM は、トレーニング時間の短縮に不可欠な RL トレーニングのワークフロー全体を GPU で高速化するツールです。

Omnigraph: ビジュアル プログラミングでアプリケーション開発とデバッグを簡素化します。 Omniverse のビジュアル プログラミング スクリプティング環境では、計算ノードを視覚的に接続することで、ロボット アプリケーションを構築することができます。ロボット アプリケーションは非常にモジュール化される傾向があり、ビジュアル プログラミングに適しています。

Isaac Sim/Gazebo コネクター: タスクに応じて両シミュレーター間で動作します。 Gazebo を使用する ROS 開発者は、合成データセットの生成や高い忠実度のレンダリングなどのタスクのために、シミュレーション資産を Isaac Simにインポートすることができます。また、Omniverse の nucleus サーバーに接続することで、複数の Gazebo シミュレーションをライブシンクさせることができます。

追加機能:

  • Windowのサポート(限定的)
  • New Robots
    • Quadrupeds: A1, GO1, Anymal
    • AMR: Obelix
  • New modular warehouse and conveyor assets
  • New ROS pipelines implemented in Omnigraph
動画 1. Isaac Gym での ShadowHands トレーニング デモ

合成データで AI を学習させる  

Isaac Replicator は、Isaac Sim の合成データ生成ツールです。合成データはロボティクスにおいて、学習のブートストラップ、ロングテール データセットの課題への対応、合成映像から速度や方向などの利用できない実世界のデータを提供するために非常に有用です。自律マシンは、モデルの堅牢性を確保するために、トレーニングにおいて合成データを必要とします。

最新リリースでは、シーンを段階的に生成する SceneBlox という SDG の新機能が追加されました。 SceneBlox は、倉庫のような産業環境を自動的に作成するために使用することができます。また、Replicator を使用して合成データを生成し、姿勢推定モデルを学習する方法を示す新しい例も追加されました。

図 2. SceneBlox を使用して段階的に生成された倉庫の例

はじめに

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