创世纪:开源机器人与人工智能物理引擎

July 29, 2025

Genesis:开源物理引擎革新机器人与具身AI

Genesis 正在成为机器人与具身人工智能领域的关键开源项目。这个先进的平台是一个通用的物理引擎,经过从底层到顶层的精心重建,以满足广泛的应用需求。无论您从事机器人技术、具身AI,还是普通的物理AI研究,Genesis 都提供了一个强大且灵活的环境。

其核心在于,Genesis 不仅仅是一个物理引擎,更是一个全面的模拟平台。它拥有惊人的速度,能够在单个 RTX 4090 GPU 上模拟每秒超过 4300 万帧,比实时速度快 430,000 倍。这种速度还辅以其跨平台兼容性,可在 Linux、macOS 和 Windows 上无缝运行,并支持 CPU、Nvidia/AMD GPU 和 Apple Metal 等多种计算后端。

Genesis 最显著的优势之一是它集成了多种多样的物理求解器。它支持刚体动力学、物质点法 (MPM)、平滑粒子流体动力学 (SPH)、有限元法 (FEM)、基于位置的动力学 (PBD) 和稳定流体。这使得对刚体、液体、气体、可变形物体、薄壳物体以及颗粒材料等各种材料和物理现象的模拟和耦合成为可能。

Genesis 在设计时也充分考虑到了AI的未来,特别强调了可微分性。目前,其 MPM 和 Tool Solvers 支持可微分,并计划将此功能扩展到其他求解器。这一特性对于直接在模拟环境中训练AI模型至关重要,能够实现复杂机器人任务的端到端学习。

除了核心的物理能力,Genesis 还包含一个强大且快速的光线追踪原生照片级真实感渲染系统。它还可以作为一个生成式数据引擎,能够将自然语言提示转化为各种数据模式,从而有望通过自动化数据生成来加速AI开发。

该项目正在积极开发中,欢迎社区贡献。可以通过 pip 轻松安装,开发者也可选择可编辑安装。还提供 Docker 镜像以方便部署,并支持 NVIDIA 和 AMD GPU。

Genesis 的主要特点和目标包括:

  • 无与伦比的速度:实现每秒超过 4300 万帧,极大地加快了研究迭代速度。
  • 广泛的兼容性:支持各种机器人(机械臂、足式机器人、无人机、软体机器人)以及常用文件格式(.xml、URDF、.obj、.glb、.ply、.stl)。
  • 多样的材质:可模拟广泛的材料和状态。
  • 可微分物理:对现代AI训练流水线至关重要。
  • 照片级真实感渲染:高保真可视化。
  • 用户友好性:直观的安装和API。

Genesis 的构建基于并认可了包括 Taichi、FluidLab、SPH_Taichi、MuJoCo 和 PyRender 等众多开源项目的贡献。提供多国语言的全面文档,进一步降低了入门门槛。

对于那些希望突破机器人与具身AI界限的人来说,Genesis 提供了一个强大、开放且协作的平台,供其探索和创新。该项目快速的发展和广泛的功能使其成为研究人员和开发人员都非常期待的前景。

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