在 CES 2025 上，NVIDIA 宣布了对 NVIDIA Isaac 的重要更新。NVIDIA Isaac 是一个由加速库、应用框架和 AI 模型组成的平台，可加速 AI 机器人的开发。
NVIDIA Isaac 简化了从仿真到实际部署的机器人系统开发过程。在本文中，我们将讨论 NVIDIA Isaac 的所有新进展：
- Isaac Sim
- Isaac Lab
- Isaac Manipulator
- Isaac Perceptor
Isaac Sim 4.5 的新增功能
NVIDIA Isaac Sim 是一款基于 NVIDIA Omniverse 构建的参考应用，使您能够在基于物理的虚拟环境中开发、模拟和测试 AI 驱动的机器人。
新的 Isaac Sim 4.5 将于 1 月底推出，将带来一系列重大变化，包括：
- 参考应用模板
- 改进了 URDF 导入和设置
- 改进了物理模拟和建模
- 新的关节可视化工具
- 模拟准确性和统计数据
- NVIDIA Cosmos 世界基础模型
参考应用模板
Isaac Sim 经过重新设计，是一款可定制的参考应用。用于加快启动速度的最小模板和具有完整功能以及所有依赖项的完整模板。这使您能够根据自己的特定需求定制应用，无论是用于无外设应用还是完整的 Isaac Sim 体验。
改进了 URDF 导入和设置
对 URDF 导入器进行了重大改进。用户界面经过简化，可提供更精简的流程，并与其他格式的导入方式保持一致。现在，您可以单独配置关节驱动，使机器人在导入后可以立即使用。为辅助关节驱动配置，我们提供了基于自然频率的调整选项。
改进了物理模拟和建模
Isaac Sim 4.5 在物理建模和仿真方面取得了显著进步。您可以定义和配置机器人组件之间的各种关节类型，通过设置刚度和阻尼等参数来微调关节行为。
新的关节可视化工具
借助新的关节可视化工具，您可以检查选定基元的物理属性，包括其位置、旋转、线性和角速度以及加速度。现在，您可以在运行模拟之前查看和优化各种场景参数，例如可变形表面或显存使用情况。
模拟准确性和统计数据
通过对刚体和关节实施新的全动量守势，模拟准确性得到大幅提高。
现在，您还可以可视化物体和场景的仿真统计信息，这些物体和场景可以相互交互，也可以完全独立。您可以查看从可变形表面到缓冲区中使用的总显存的不同参数。这样可以在运行仿真之前对场景进行故障排除和优化。
NVIDIA Cosmos 世界基础模型
此外，在 CES 上宣布的 NVIDIA Cosmos World Foundation 模型平台与 Isaac Sim 搭配使用时，可用于生成大量可控制的合成数据来训练感知机器人。
在 Isaac Sim 中，您可以通过统一不同的数据输入 (包括 CAD、激光雷达到点云扫描) 以及从 AI 模型 (例如 Edify 3D ) 生成的 3D 对象来合成 SimReady 3D 场景 。然后，合成场景并对其进行暂存，以反映机器人必须执行的特定任务，并渲染图像或视频。
Cosmos 可以提取图像和视频，输出逼真的视频片段，然后重新训练策略模型。
Isaac Lab 2.0 的新增功能
NVIDIA Isaac Lab 是一个用于机器人学习的开源统一框架，用于训练机器人策略。Isaac Lab 基于 NVIDIA Isaac Sim 构建，可帮助开发者和研究人员更高效地构建智能、适应性强的机器人，并提供稳健、支持感知、经过仿真训练的策略。
新版 Isaac Lab 2.0 将于本月底推出，其中包括以下性能和可用性改进：
- 平铺式渲染： 平铺式渲染速度最高可提升 1.2 倍，可将同时模拟的输出结果整合到单个大型图像中，而无需处理来自单个摄像头的大量较小图像。
- 改善生活质量： 使用 Python 包管理器简化安装流程。Isaac Lab 还可用作容器，无需底层依赖项即可跨系统迁移工作负载。
在 CES 展会上，类人型机器人开发者还可以利用 NVIDIA Isaac GR00T Blueprint 构建自定义数据流水线，通过少量人类演示生成大量合成轨迹数据。GR00T 蓝图目前处于邀请抢先体验阶段。当 NVIDIA Humanoid 开发者计划在测试版中广泛推出时，加入该计划。
Isaac Manipulator 新增功能
NVIDIA Isaac Manipulator 基于 ROS 2 构建，是 NVIDIA CUDA 加速库、AI 模型和参考工作流的集合。它使您能够构建支持 AI 的机械臂 (Manipulator)，能够感知和理解周围环境并与之交互。
Isaac Manipulator 现在包含新的端到端参考工作流，用于拾放和对象跟踪，能够让您快速开始执行基本的工业机器人手臂任务。
这些参考工作流程现在支持在 Isaac Sim 中使用，实现了无需物理硬件设置的快速测试。
开发者支持和其他增强功能包括：
- 性能提升 FoundationPose
- 更新 NVBlox 操纵器用例
- 用于机器人手眼校准的教程
- 一款基于 Isaac Sim 的工具 ，用于为抓手和对象对设置和模拟自定义抓取
Isaac Perceptor 新增功能
NVIDIA Isaac Perceptor 基于 ROS 2 构建，是 NVIDIA CUDA 加速库、AI 模型和参考工作流的集合，用于开发自主移动机器人 (Autonomous Mobile Robots, AMRs)。它使 AMRs 能够在仓库或工厂等非结构化环境中进行感知、定位和操作。
Isaac Perceptor 包含 CUDA 加速库，例如用于 3D 场景重建的 nvblox 和用于立体视觉惯性 SLAM（同步定位和映射）的 cuVSLAM ，您可以将其集成到现有的自动移动机器人（AMR）工作流程中。
Isaac Perceptor 的最新更新显著提高了 AMR 在仓库等动态环境中的环境意识和运营效率。主要的新功能和改进包括：
- 新的端到端可视化 SLAM 参考工作流
- 关于使用多个摄像头运行 NVIDIA 的 nvblox 的新示例，用于 3D 场景重建的 人员检测和动态场景元素
- 通过 在多个 RGB-D 摄像头上运行 Isaac Perceptor ，改进了 3D 场景重建
这些更新显著改进了 3D 场景重建，从而提高了真实场景和复杂动态环境中 3D 场景捕获和映射性能的准确性和可靠性。
Orbbec、LIPS (Realsense)、StereoLabs (Zed) 等 NVIDIA 生态系统合作伙伴提供兼容的摄像头。开发者支持还包括“Mapping and Localization with Isaac Perceptor”( 使用 Isaac Perceptor 进行映射和定位 ) 教程，该教程通过使用 Nova 传感器的 cuVGL 和 cuVSLAM 库提供离线映射功能。
采用生态系统
多个行业合作伙伴已宣布将 NVIDIA Isaac 集成到其平台和解决方案中：
- Boston Dynamics 正在使用 Isaac Lab 和 NVIDIA Jetson AGX Orin 直接部署模拟策略以进行推理，从而简化部署流程。
- 为了训练他们的 GR-1 和 GR-2 类人型机器人， Fourier 团队转而使用 NVIDIA Isaac Gym (现已弃用) 进行强化学习。他们目前正在将工作流移植到 NVIDIA Isaac Lab。
- Foxglove 在 Isaac Sim 中开发了一个扩展程序 ，可直接在 Foxglove 中实时可视化机器人仿真数据。
- Main Street Autonomy 的 Calibration Anywhere 软件 使用 Isaac Perceptor 自动进行传感器校准，改善机器人的传感器融合。
- Miso Robotics 使用先进的机器人、 Isaac Manipulator 和 NVIDIA Isaac ROS 实现厨房任务自动化，提高商业厨房的效率、一致性和客户满意度。
- RGo Robotics 和 NVIDIA 正在利用 Isaac Perceptor 和 Isaac ROS，利用先进的 AI 和感知技术变革移动机器人技术 。
- 作为 NVIDIA 初创加速计划的成员， Scaled Foundations 开发了通用机器人智能开发 ( GRID )，这是一个基于云的先进平台，可加速机器人 AI 解决方案的开发。GRID 无缝集成了 NVIDIA Isaac Sim 和 NVIDIA Isaac Lab 技术，为机器人开发者和研究人员提供了一个端到端平台，用于训练、模拟和部署其机器人应用。有关更多信息，请参阅基于 GRID 的 NVIDIA Isaac Sim。
- Virtual Incision 正在使用 NVIDIA 平台，涉及 Holoscan、IGX、Sensor Bridge、Isaac Sim。他们正在探索 Cosmos 进行训练、模拟和测试，还在探索用于新一代机器人辅助手术设备的推理 AI 功能。
- NVIDIA Inception 计划会员兼深度技术初创公司 Wandelbots 正在使用其操作系统 Wandelbots NOVA 构建自定义机器人仿真，该系统与 Isaac Sim 无缝集成。
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- NVIDIA Cosmos 平台 可帮助您为物理 AI 系统构建自定义世界模型，并包含用于机器人应用的预训练世界基础模型。
- NVIDIA Isaac Lab 是一个用于机器人学习的开源统一框架 ，用于训练机器人策略。
- NVIDIA Isaac ROS 基于开源 ROS 2 软件框架构建，是加速计算包和 AI 模型的集合，可为各地的 ROS 开发者提供 NVIDIA 加速。
- NVIDIA Isaac Sim 基于 NVIDIA Omniverse 构建，可让您构建自己的基于 OpenUSD 的应用，以便在基于物理的虚拟环境中设计、仿真、测试和训练基于 AI 的机器人和机器。
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