当物体发生位移,或者机器人一开始的估计值存在微小偏差时,一成不变的抓取计划就会失效。Grasp-MPC会持续在机器人靠近并抓取物体的过程中实时修正其运动轨迹。研究者利用GraspGen数据集和CUDA加速的运动生成库cuRobo,生成了200万条仿真轨迹,涉及8000个物体。在真实机器人上,它取得了约75%的整体抓取成功率,而作为对比的基线方法仅为41%。
要处理缠绕在一起的柔性材料(例如挂在电线上的树枝),光靠一个精密夹爪远远不够。英伟达的研究人员训练出的策略会利用整个机械臂来扫开集簇在一起的物体。他们为此在Isaac仿真框架中生成了数千棵合成树木,而训练好的策略直接被零样本部署到了真实的树枝上,无需任何额外训练。
机器人摄像头画面里的干扰物,可能会让哪怕训练有素的抓取策略都功亏一篑。PEEK利用一个视觉-语言模型来解读任务指令,从而将机器人的视觉聚焦于相关物体,同时淡出背景中的其他一切干扰。在一个完全在仿真中训练出来的策略上引入PEEK后,其在真实世界的操作准确率提升了41倍。对于那些大型的视觉-语言-动作(VLA)模型,提升幅度也在2到3.5倍之间。PEEK最大的优点是可以无缝集成到任何基于摄像头的策略中,无需对模型本身进行任何修改。
SEAL框架——由英伟达与卡内基梅隆大学、犹他大学和悉尼大学合作开发——解决了一个看似细微却普遍存在的失败模式:模型推理正确,选择了对的计划,执行出来的却是另一套动作。SEAL会生成多组候选动作序列,在仿真中推演每一条路径可能导致的结果,然后从中选出最符合设定意图的那一条。它比先前的工作带来了高达15%的准确率提升,并且面对指令的改写、环境的杂乱以及摄像机角度的改变,都表现出了强大的鲁棒性。
对于多部件的装配任务,每一步的操作结果都影响着下一步。Refinery训练出的策略能理解这些步骤间的依赖关系,它们在数百种仿真场景中进行了学习。最终取得了91%的仿真成功率和相较基线近11%的平均性能提升。这些策略能够串联起来,完成漫长而复杂的装配序列。
另一项独立的研究给出了一份基于视觉的Sim-to-Real强化学习配方,训练了一个人形机器人去完成抓取并放置、抬箱子和双臂接力等任务。该方法在面对未见过的物体时表现出了高成功率和稳健、自适应的行为——这强调了通过Sim-to-Real的强化学习实现基于视觉的灵巧操作,不仅是可行的,更是可规模化扩展且普遍适用的。
这八篇论文立足于几个横贯英伟达产品线的平台之上,它们共同将仿真转化成了一个实用的、端到端的开发环境:
丰田研究所(Toyota Research Institute, TRI)定制了NVIDIA Cosmos世界基础模型,用于实现最先进的动态视图合成和机器人遥操作,从而有效减少了训练基于视觉的操作策略所需的真实世界数据量。
英伟达将这一系列工作视为机器人产业一次根本性转变的一部分: