В течение десятилетий ученые и инженеры работают над созданием роботов-гуманоидов, способных ходить, говорить и взаимодействовать подобно людям. Несмотря на значительный прогресс, создание роботов, способных адаптироваться к новым условиям или осваивать новые навыки, остается сложной и дорогостоящей задачей. Компания NVIDIA решает эту проблему с помощью Isaac GR00T N1, первой в мире открытой и настраиваемой базовой модели для рассуждений и навыков роботов-гуманоидов. Эта инновационная модель позволяет роботам критически мыслить, рассуждать в сложных сценариях и адаптироваться к новым вызовам.
В последние годы робототехника, занимающаяся созданием гуманоидов, значительно продвинулась вперед. Такие роботы могут ходить по неровной поверхности, вести простые диалоги и выполнять задачи, например, собирать изделия в контролируемых условиях. Компании, такие как Boston Dynamics, продемонстрировали роботов, способных танцевать или выполнять акробатические трюки. Однако, несмотря на все эти достижения, такие роботы сталкиваются с ограничениями при выполнении задач, выходящих за рамки их конкретной программы. Например, робот, предназначенный для укладки коробок на складе, может испытывать трудности с сортировкой предметов в загроможденной кладовой или переключением задач без обширного перепрограммирования. Главным образом, создание робота-гуманоида, способного выполнять разнообразные задачи, требовало каждый раз начинать с нуля, что могло занимать месяцы или даже годы.
Isaac GR00T N1 представляет собой базовую модель, специально разработанную для роботов-гуманоидов. Она предоставляет готовую основу для основных функций, таких как восприятие и движение, устраняя необходимость разрабатывать эти базовые возможности с нуля. Это упрощает процесс создания робота, который ранее требовал опыта в таких областях, как машиностроение и программирование искусственного интеллекта, а также значительных финансовых ресурсов. Теперь разработчики могут взять GR00T N1 и настроить его для конкретных задач, сокращая как время, так и затраты. Такая доступность и гибкость могут способствовать более широкому внедрению, позволяя этим роботам перейти из исследовательских лабораторий в реальные приложения.
GR00T N1 использует двухсистемную конструкцию, вдохновленную человеческим познанием. Согласно теории двойного процесса, люди мыслят в двух режимах: быстром и инстинктивном (как рефлексы) и медленном и обдуманном (как планирование). Следуя этой когнитивной модели, GR00T N1 оснащен как Системой 1, так и Системой 2. Система 1 позволяет GR00T справляться с быстрыми реакциями, такими как уклонение от препятствий или ловля движущихся объектов, подобно человеческим рефлексам. С другой стороны, Система 2 позволяет GR00T обрабатывать более сложные задачи, такие как обработка инструкций, анализ визуальных данных или планирование многоэтапных действий, например, организация беспорядка в комнате. Комбинируя эти системы, роботы на базе GR00T N1 могут решать разнообразные задачи с гибкостью, подобной человеческой. Например, робот может подбирать разбросанные предметы, решать, куда их положить, и преодолевать неожиданные препятствия, адаптируясь в режиме реального времени.
Обучение GR00T думать и двигаться как человек требует огромного количества данных, сбор которых в реальных условиях может быть медленным и дорогостоящим. NVIDIA решает эту проблему с помощью Isaac GR00T Blueprint, инструмента, который генерирует синтетические данные о движении в виртуальных средах. Начиная с небольшого набора демонстраций человека, этот инструмент может быстро создавать большие наборы данных. В одном примере NVIDIA создала 780 000 синтетических траекторий, что эквивалентно 6500 часам человеческих усилий, всего за 11 часов. Объединение этих синтетических данных с реальными данными улучшило производительность GR00T N1 на 40% по сравнению с использованием только реальных данных. Этот метод ускоряет обучение, повышает адаптивность и улучшает навыки, не полагаясь в значительной степени на физические испытания.
Создание робота и его искусственного интеллекта с нуля традиционно было медленным и дорогостоящим делом. GR00T N1 меняет это, предоставляя модель, предварительно обученную рассуждению и движению, позволяя разработчикам сосредоточиться на настройке. Это может ускорить развертывание в таких отраслях, как производство, логистика и здравоохранение, где все больше требуются адаптируемые решения. Робот на базе GR00T N1 может перемещать материалы, упаковывать товары или помогать в уходе за пациентами, переключая роли по мере необходимости.
NVIDIA сделала GR00T N1 свободно доступным для мирового сообщества робототехники, в отличие от проприетарных систем, которые ограничивают доступ. Эта открытость позволяет стартапам, исследователям и крупным компаниям загружать, изменять и адаптировать его, позволяя небольшим командам с ограниченными ресурсами внедрять инновации наравне с лидерами отрасли.
GR00T N1 обрабатывает несколько типов входных данных, таких как язык и визуальные данные, позволяя роботам интерпретировать устные команды, распознавать объекты и адаптироваться к изменяющимся условиям. Эта универсальность имеет решающее значение для роботов-гуманоидов, работающих в непредсказуемой реальности человеческих пространств. В отличие от традиционных роботов, созданных для повторяющихся задач в структурированных условиях, роботы на базе GR00T N1 преуспевают в динамичных ролях, таких как помощь в здравоохранении или управление логистикой, где гибкость и естественное взаимодействие являются ключевыми.
Такие компании, как Boston Dynamics, Agility Robotics и 1X Technologies, тестируют GR00T N1. На производстве эти роботы могут собирать детали или сортировать посылки и приспосабливаться к изменениям в производстве. Их способность легко переключать задачи подходит для заводов, нуждающихся в гибкости. В сфере здравоохранения они могут поднимать пациентов с кроватей на инвалидные коляски, используя голосовые указания медсестер. Они также могут помогать пожилым людям, принося предметы и разговаривая естественным образом. Понимание GR00T N1 языка и контекста делает эти взаимодействия более естественными и похожими на человеческие. Например, робот NEO Gamma компании 1X Technologies использовал GR00T N1 для автономной уборки дома. Он оценил пространство, решил, что делать, например, поднять игрушки или поправить стол, и действовал самостоятельно. Это показывает, как роботы с GR00T могут стать домашними помощниками, помогая с домашними делами или поддерживая людей с ограниченными возможностями.
Помимо GR00T, NVIDIA также сотрудничает с Google DeepMind и Disney Research в разработке физического движка Newton для робототехники-гуманоидов. Этот инструмент с открытым исходным кодом позволяет разработчикам робототехники моделировать, как роботы двигаются и взаимодействуют с окружающей средой. Он может интегрироваться с такими платформами, как MuJoCo и NVIDIA Isaac Lab, и помогает тестировать роботов виртуально, прежде чем они выйдут в реальность. Эта разработка еще больше снизит затраты, уменьшит риски и ускорит разработку роботов.
Isaac GR00T N1 от NVIDIA предлагает значительный прогресс в робототехнике-гуманоидов, предоставляя настраиваемую основу для рассуждений и движения. Его двухсистемная конструкция позволяет роботам быстро реагировать на изменения и выполнять сложные задачи, адаптируясь к различным условиям. Благодаря использованию синтетических данных для обучения модель сокращает как время разработки, так и затраты. Предложение GR00T N1 в качестве открытой модели поощряет инновации в таких отраслях, как производство, здравоохранение и логистика. Ранние реализации показывают потенциал модели для повышения гибкости и эффективности в реальных приложениях.