下一代機器人將是通用型專家——既能理解指令、學習通用技能,又可針對特定任務進行精細訓練。可以理解為既博採眾長、也能勝任特定工作的「萬能型選手」。
但構建這樣的機器人,需要打通從雲端到實體的完整工作流:資料採集與生成、策略訓練與評估、安全部署至實體設備。
在GTC 2026上,NVIDIA發佈了最新開放模型與框架,整合了仿真、機器人學習與嵌入式計算,旨在加速這一變革。NVIDIA Isaac開放平台為開發者提供了包括模型、資料管線、仿真框架、運行時庫在內的完整工具鏈,依託NVIDIA 「三台計算機」解決方案(訓練-仿真-邊緣部署),實現機器人的大規模構建與部署。
一、一切始於資料:將算力轉化為資料
僅幾年前,擴展機器人流程仍高度依賴手動採集資料。NVIDIA開放庫和框架改變了這一局面:通過將傳感器日誌、遙操作演示等現實信號與仿真生成資料相結合,將雲端算力轉化為海量可用資料。
關鍵資料工具:
| 工具 | 功能 |
|---|---|
| NVIDIA Omniverse NuRec | 將現實傳感器資料轉化為基於OpenUSD的交互式仿真場景,現已全面開放下載 |
| NVIDIA Isaac Teleop | 通過XR頭顯、身體追蹤器及手套等遙操作設備採集現實和仿真中的演示資料,已全面開放 |
| 物理AI資料工廠Blueprint | 將單一現實場景轉化為多樣化的合成場景,時間僅為現實採集的一小部分 |
行業趨勢:據Gartner報告,當前合成資料僅佔邊緣場景AI訓練資料的20%,但到2030年這一比例預計將超過90%。
二、策略訓練:在仿真中加速學習
當資料集就緒後,機器人開始學習新任務。這一過程始於VLA(視覺語言動作)模型驅動的「機器人大腦」——如NVIDIA Isaac GR00T N。
核心訓練框架:
Isaac Lab 3.0:可同時運行數千個輕量級物理仿真環境,讓機器人在幾天內完成現實中需要數年的學習量
Newton物理引擎:集成開源機器人學習物理引擎,支援耦合多種物理求解器,可仿真布料交互、雪地礫石行進等複雜場景
Isaac Lab-Arena:支援大規模任務配置與策略評估,可對接LIBERO、RoboTwin及NIST等工業與學術基準
運行時庫(邊緣部署):
Isaac for Manipulation:物品種感知、抓取,支援動態場景快速重規劃
Isaac for Mobility:定位、建圖、導航,集成GPU加速視覺里程計與SLAM
為確保仿真到現實的遷移,Isaac Sim與Isaac Lab現已支援Newton、NVIDIA PhysX及Google DeepMind Mujoco等多物理引擎,開發者無需調整參數即可切換。
三、測試與部署:從仿真到現實世界
部署前,機器人必須在仿真中經過軟體在環(SIL)和硬體在環(HIL)全面測試。Isaac Sim同時支援兩種模式,並可連接Mega Blueprint(用於在數字孿生中大規模測試機器人集群)。
部署階段需要高性能邊緣計算平台:
NVIDIA Jetson系列(Jetson Thor / Orin):為從微型機械臂到全尺寸人形機器人提供實時感知與推理
cuVSLAM庫(已開源):幫助機器人實時定位並構建地圖
實際案例:智元機器人和Bedrock正在使用NVIDIA Jetson部署現實世界機器人
四、前沿探索:通用型專家智能體
隨著機器人成為通用型專家,研究人員需要可進化的工作流:
SOMA-X(開放研究框架):標準化骨骼結構、動作及身份表示,更換機器人本體時無需重復綁定或集成
GEAR-SONIC(新基礎模型):基於Isaac Lab中大規模人類動作資料訓練,讓機器人學會行走、爬行、操作等全身技能,採用單一統一策略而非多個控制器
五、安全工具與入門資源
NVIDIA提供完善的安全與學習資源:
| 資源 | 用途 |
|---|---|
| NVIDIA Halos | 全棧安全系統,從雲端到機器人的端到端安全護欄 |
| GR00T X-Embodiment資料集 | Hugging Face下載量超1000萬次 |
| BONES-SEED | 14萬個人類動作動畫庫,可通過Hugging Face獲取 |
| DLI培訓課程 | 自學式和講師引導式機器人開發課程 |
六、對企業客戶的啓示
如果您正在開發或計劃部署機器人(工業、服務、人形等),NVIDIA Isaac平台提供的開放、模組化工作流可以:
大幅降低資料採集成本:用合成資料補充現實資料,覆蓋邊緣場景
加速訓練迭代:在仿真中並行訓練數千個場景,數天完成數年學習
降低部署風險:SIL/HIL測試 + 數字孿生集群驗證,減少現實試錯
保護長期投資:SOMA-X標準化表示,支援硬體/軟體平滑迭代
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