Genesis：開源生成式物理引擎助力創(chuàng)新模擬與實時交互體驗

產(chǎn)品名稱：Genesis

核心觀點：Genesis是由卡內(nèi)基梅隆大學(xué)、馬里蘭大學(xué)、斯坦福大學(xué)和麻省理工學(xué)院等知名研究機構(gòu)聯(lián)合開發(fā)的開源生成式物理引擎，旨在以簡單的語言快速生成精確的物理模擬，能夠處理物體、人物動作及機器人策略等多種場景。

Genesis是什么

Genesis是一款由卡內(nèi)基梅隆大學(xué)、馬里蘭大學(xué)、斯坦福大學(xué)和麻省理工學(xué)院等多家研究機構(gòu)共同推出的開源生成式物理引擎，旨在模擬現(xiàn)實世界中的各種現(xiàn)象。該引擎以其高度的物理準(zhǔn)確性和超快的模擬速度（比現(xiàn)實世界快約430000倍）而著稱，同時具備用戶友好的Python接口。Genesis能夠模擬各類材料及物理現(xiàn)象，提供一個輕量級且高效的機器人仿真平臺，此外，它還配備了一套強大的照片級寫實渲染系統(tǒng)。Genesis可以將用戶的自然語言描述轉(zhuǎn)化為數(shù)據(jù)模式，應(yīng)用于生成式數(shù)據(jù)引擎，適用于通用機器人、具身AI和物理AI等先進技術(shù)，標(biāo)志著物理模擬與機器人技術(shù)領(lǐng)域的重大進步。

Genesis的主要功能

• 物理模擬：能夠模擬各種材料和物理現(xiàn)象，涵蓋物體、碰撞和流體動力學(xué)等。
• 機器人仿真：提供一個輕量級且超快速的機器人仿真平臺，支持多種類型的機器人，如機械臂、腿式機器人、無人機和軟體機器人。
• 照片級渲染：擁有強大而快速的照片級寫實渲染系統(tǒng)，可以生成高質(zhì)量的視覺效果。
• 生成式數(shù)據(jù)引擎：將用戶的自然語言描述轉(zhuǎn)化為數(shù)據(jù)模式，以生成模擬場景。
• 交互式3D場景：支持創(chuàng)建完全交互式的3D場景，包括家居室內(nèi)環(huán)境和游戲場景等。
• 開放世界物體生成：能夠生成開放世界中的鉸接式物體，提供高質(zhì)量的網(wǎng)格資產(chǎn)。
• 軟體機器人模擬：實現(xiàn)對軟體機器人的逼真模擬，例如蠕蟲和柔性抓手等。
• 面部動畫和語音同步：生成面部動作和表情，并與語音進行同步，實現(xiàn)真實的面部動畫效果。

Genesis的技術(shù)原理

• 通用物理引擎：從基礎(chǔ)構(gòu)建，集成多種物理求解器，如剛體、MPM（物質(zhì)點方法）、SPH（光滑粒子流體動力學(xué)）、FEM（有限元方法）和PBD（位置基動力學(xué)），以實現(xiàn)精確的物理模擬。
• 生成Agent框架：在核心物理引擎上運行，用于自動化的數(shù)據(jù)生成，包括視頻、攝像機、角色動作和機器人策略等。
• 可微分仿真：支持可微分仿真，使得仿真過程可以與機器學(xué)習(xí)算法結(jié)合，以用于訓(xùn)練和優(yōu)化。
• 多模態(tài)集成：將物理模擬與視覺渲染、動作捕捉和語音合成等多種技術(shù)相結(jié)合，提供全面的模擬體驗。
• 跨平臺兼容性：設(shè)計支持在不同操作系統(tǒng)及計算后端（如CPU、Nvidia GPU、AMD GPU、Apple Metal）上運行。

Genesis的項目地址

• 項目官網(wǎng)：genesis-embodied-ai.github.io
• GitHub倉庫：https://github.com/Genesis-Embodied-AI/Genesis

Genesis的應(yīng)用場景

• 機器人仿真訓(xùn)練：在復(fù)雜環(huán)境中進行模擬，以便訓(xùn)練機器人在現(xiàn)實世界中執(zhí)行任務(wù)。
• 游戲物理引擎：在游戲開發(fā)中創(chuàng)造逼真的物理效果和角色動作。
• 電影特效制作：用于電影后期制作，模擬逼真的物理破壞和動態(tài)效果。
• 科學(xué)研究模擬：在物理學(xué)和工程學(xué)研究中進行實驗和理論測試的模擬。
• 虛擬教學(xué)平臺：在教育領(lǐng)域創(chuàng)建虛擬實驗室，以輔助物理和科學(xué)教學(xué)。