Genesis：オープンソースのロボット工学・AI物理エンジン

Genesis：オープンソース物理エンジンによるロボティクスと具現化AIの革命

Genesisは、ロボティクスおよび具現化AI（Embodied AI）の分野で、画期的なオープンソースプロジェクトとして注目を集めています。この洗練されたプラットフォームは 、幅広いアプリケーションに対応するためにゼロから再構築された、汎用的な物理エンジンです。ロボティクス、具現化AI、あるいは一般的な物理AI研究に携わる方々にとって、Genesisは堅牢で柔軟な環境を提供します。

Genesisは単なる物理エンジンにとどまらず、包括的なシミュレーションプラットフォームです。その驚異的な速度は、単一のRTX 4090 GPU上で秒間4,300万フレーム以上をシミュレート可能であり、これはリアルタイムの430,000倍という驚異的な速さです。この速度は、Linux、macOS、Windowsでシームレスに動作し、CPU、Nvidia/AMD GPU、Apple Metalを含む複数のコンピューティングバックエンドをサポートするクロスプラットフォーム互換性によって補完されます。

Genesisの最も重要な強みの一つは、多様な物理ソルバーの統合です。剛体ダイナミクス、マテリアルポイント法（MPM）、平滑粒子法（SPH）、有限要素法（FEM）、位置ベースダイナミクス（PBD）、Stable Fluidsをサポートしています。これにより、剛体、液体、気体、変形可能なオブジェクト、薄殻オブジェクト、粒子材料など、さまざまな材料と物理現象のシミュレーションと連動が可能になります。

GenesisはAIの未来を見据え、微分可能性（Differentiability）を重視して設計されています。現在、MPMとTool Solversは微分可能であり、将来的には他のソルバーにもこの機能を拡張する予定です。この機能は、シミュレーション環境内で直接AIモデルをトレーニングするために不可欠であり、複雑なロボットタスクのエンドツーエンド学習を可能にします。

コアとなる物理能力に加え、Genesisはネイティブなレイトレーシングによる強力で高速なフォトリアルレンダリングシステムを備えています。また、自然言語プロンプトをさまざまなデータモダリティに変換できるジェネレーティブデータエンジンとしても機能し、AI開発を加速するための自動データ生成の道を開きます。

このプロジェクトは活発に開発されており、コミュニティからの貢献を歓迎しています。インストールはpip経由で簡単に行え、開発者向けには編集可能なインストールオプションも用意されています。NVIDIAおよびAMD GPUの両方をサポートするDockerイメージも、簡単なデプロイメントのために利用可能です。

Genesisの主な特徴と目標は以下の通りです。

• 比類のない速度: 秒間4,300万フレーム以上を達成し、研究イテレーションを劇的に加速します。
• 広範な互換性: さまざまなロボット（アーム、四足歩行、ドローン、ソフトロボット）と一般的なファイル形式（.xml, URDF, .obj, .glb, .ply, .stl）をサポートします。
• 多様な材料: 幅広い材料と状態をシミュレートします。
• 微分可能な物理: 最新のAIトレーニングパイプラインに不可欠です。
• フォトリアルレンダリング: 高忠実度のビジュアライゼーションを実現します。
• 使いやすさ: 直感的なインストールとAPIを提供します。

Genesisは、Taichi、FluidLab、SPH_Taichi、MuJoCo、PyRenderなど、数多くのオープンソースプロジェクトの貢献の上に構築されており、それらに感謝しています。複数の言語で利用可能な包括的なドキュメントも、学習のハードルをさらに低くしています。

ロボティクスと具現化AIの限界を押し広げたいと考えている方々にとって、Genesisは探求と革新のための強力な、オープンで協力的なプラットフォームを提供します。このプロジェクトの急速な開発と広範な機能は、研究者や開発者にとってエキサイティングな可能性を秘めています。