下一代机器人将是通用型专家——既能理解指令、学习通用技能,又可针对特定任务进行精细训练。可以理解为既博采众长、也能胜任特定工作的“万能型选手”。
但构建这样的机器人,需要打通从云端到实体的完整工作流:数据采集与生成、策略训练与评估、安全部署至实体设备。
在GTC 2026上,NVIDIA发布了最新开放模型与框架,整合了仿真、机器人学习与嵌入式计算,旨在加速这一变革。NVIDIA Isaac开放平台为开发者提供了包括模型、数据管线、仿真框架、运行时库在内的完整工具链,依托NVIDIA “三台计算机”解决方案(训练-仿真-边缘部署),实现机器人的大规模构建与部署。
一、一切始于数据:将算力转化为数据
仅几年前,扩展机器人流程仍高度依赖手动采集数据。NVIDIA开放库和框架改变了这一局面:通过将传感器日志、遥操作演示等现实信号与仿真生成数据相结合,将云端算力转化为海量可用数据。
关键数据工具:
| 工具 | 功能 |
|---|---|
| NVIDIA Omniverse NuRec | 将现实传感器数据转化为基于OpenUSD的交互式仿真场景,现已全面开放下载 |
| NVIDIA Isaac Teleop | 通过XR头显、身体追踪器及手套等遥操作设备采集现实和仿真中的演示数据,已全面开放 |
| 物理AI数据工厂Blueprint | 将单一现实场景转化为多样化的合成场景,时间仅为现实采集的一小部分 |
行业趋势:据Gartner报告,当前合成数据仅占边缘场景AI训练数据的20%,但到2030年这一比例预计将超过90%。
二、策略训练:在仿真中加速学习
当数据集就绪后,机器人开始学习新任务。这一过程始于VLA(视觉语言动作)模型驱动的“机器人大脑”——如NVIDIA Isaac GR00T N。
核心训练框架:
Isaac Lab 3.0:可同时运行数千个轻量级物理仿真环境,让机器人在几天内完成现实中需要数年的学习量
Newton物理引擎:集成开源机器人学习物理引擎,支持耦合多种物理求解器,可仿真布料交互、雪地砾石行进等复杂场景
Isaac Lab-Arena:支持大规模任务配置与策略评估,可对接LIBERO、RoboTwin及NIST等工业与学术基准
运行时库(边缘部署):
Isaac for Manipulation:物品种感知、抓取,支持动态场景快速重规划
Isaac for Mobility:定位、建图、导航,集成GPU加速视觉里程计与SLAM
为确保仿真到现实的迁移,Isaac Sim与Isaac Lab现已支持Newton、NVIDIA PhysX及Google DeepMind Mujoco等多物理引擎,开发者无需调整参数即可切换。
三、测试与部署:从仿真到现实世界
部署前,机器人必须在仿真中经过软件在环(SIL)和硬件在环(HIL)全面测试。Isaac Sim同时支持两种模式,并可连接Mega Blueprint(用于在数字孪生中大规模测试机器人集群)。
部署阶段需要高性能边缘计算平台:
NVIDIA Jetson系列(Jetson Thor / Orin):为从微型机械臂到全尺寸人形机器人提供实时感知与推理
cuVSLAM库(已开源):帮助机器人实时定位并构建地图
实际案例:智元机器人和Bedrock正在使用NVIDIA Jetson部署现实世界机器人
四、前沿探索:通用型专家智能体
随着机器人成为通用型专家,研究人员需要可进化的工作流:
SOMA-X(开放研究框架):标准化骨骼结构、动作及身份表示,更换机器人本体时无需重复绑定或集成
GEAR-SONIC(新基础模型):基于Isaac Lab中大规模人类动作数据训练,让机器人学会行走、爬行、操作等全身技能,采用单一统一策略而非多个控制器
五、安全工具与入门资源
NVIDIA提供完善的安全与学习资源:
| 资源 | 用途 |
|---|---|
| NVIDIA Halos | 全栈安全系统,从云端到机器人的端到端安全护栏 |
| GR00T X-Embodiment数据集 | Hugging Face下载量超1000万次 |
| BONES-SEED | 14万个人类动作动画库,可通过Hugging Face获取 |
| DLI培训课程 | 自学式和讲师引导式机器人开发课程 |
六、对企业客户的启示
如果您正在开发或计划部署机器人(工业、服务、人形等),NVIDIA Isaac平台提供的开放、模块化工作流可以:
大幅降低数据采集成本:用合成数据补充现实数据,覆盖边缘场景
加速训练迭代:在仿真中并行训练数千个场景,数天完成数年学习
降低部署风险:SIL/HIL测试 + 数字孪生集群验证,减少现实试错
保护长期投资:SOMA-X标准化表示,支持硬件/软件平滑迭代
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