🤖 NVIDIA Isaac GR00T

📋 Содержание

Введение
Техническая архитектура
Модель GR00T N1
Области применения
Установка и настройка
Руководство по использованию
Частые вопросы
Ресурсы и источники

NVIDIA Isaac GR00T (Generalist Robot 00 Technology) — это универсальная базовая модель и платформа разработки, которые NVIDIA создала для человекоподобных роботов. Как научно-исследовательская программа и платформа разработки, GR00T призван ускорить исследования и разработку человекоподобных роботов, чтобы они понимали команды на естественном языке и учились новым движениям, наблюдая за действиями людей, быстро осваивая координацию, ловкость и другие навыки.

GR00T — важный шаг к созданию общей робототехники с искусственным интеллектом (Artificial General Robotics). Он сочетает мультимодальное восприятие, рассуждение и управление, что позволяет роботам ориентироваться в реальном мире, адаптироваться к нему и взаимодействовать с ним.

🔧 Техническая архитектура

Основная техническая архитектура Isaac GR00T состоит из нескольких ключевых компонентов:

1. Двухсистемная когнитивная архитектура

GR00T использует двухсистемную архитектуру, вдохновлённую принципами человеческого познания:

Система 1 (быстрое мышление): модель действий, работающая быстро, подобно человеческому рефлексу или интуиции; она превращает план в точные и непрерывные движения робота.
Система 2 (медленное мышление): отвечает за обдуманное и последовательное принятие решений; она рассуждает о среде и полученной инструкции и на этой основе планирует действия.

2. Обработка мультимодальных входов

GR00T может обрабатывать входы нескольких модальностей, в том числе:

команды на естественном языке;
визуальную информацию (изображения и видео);
данные датчиков.

3. Фреймворк симуляции и генерации данных

Платформа NVIDIA Omniverse: для генерации синтетических данных;
Isaac GR00T Blueprint: шаблон для генерации синтетических данных;
Физический движок Newton: открытый физический движок для разработки роботов, созданный совместно с Google DeepMind и Disney Research.

4. Поддержка оборудования

Jetson AGX Thor: новая вычислительная платформа для человекоподобных роботов на базе системы на кристалле NVIDIA Thor;
Графические процессоры следующего поколения на архитектуре NVIDIA Blackwell с трансформерным движком, обеспечивающие 800 терафлопс 8-битной вычислительной производительности ИИ.

💡 Модель GR00T N1

Isaac GR00T N1 — первая в мире открытая и полностью настраиваемая базовая модель для рассуждений и навыков универсального человекоподобного робота. Модель N1 обладает следующими особенностями:

Основные свойства

Адаптация к разным воплощениям: модель может адаптироваться к разным типам роботов;
Мультимодальные входы: язык и изображения;
Универсальные манипуляционные способности: выполнение задач манипуляции в разнообразной среде;
Настраиваемость: разработчики и исследователи могут выполнять дообучение GR00T N1 на реальных или синтетических данных под конкретного человекоподобного робота или задачу.

Обучающие данные

GR00T N1 обучен на большом наборе данных о человекоподобных роботах, который включает:

реальные записи;
синтетические данные, созданные с помощью компонентов Isaac GR00T Blueprint;
видеоданные интернет-масштаба.

Навыки и возможности

GR00T N1 легко обобщает решение типовых задач, например:

захват предметов;
перемещение предметов одной или двумя руками;
передача предмета из одной руки в другую;
выполнение многошаговых задач, требующих длинного контекста и комбинации общих навыков.

Эти возможности можно применять в разных сферах, например при обработке грузов, упаковке и контроле качества.

🌟 Области применения

Isaac GR00T можно применять в разных отраслях и сценариях, в том числе:

Промышленное применение

Обработка грузов: перемещение и сортировка грузов на складах, фабриках и логистических центрах;
Упаковка: автоматизация процесса упаковки продукции;
Контроль качества: обнаружение дефектов продукции и управление качеством.

Сервисное применение

Помощник по дому: уборка и наведение порядка в домашней среде;
Розничное обслуживание: выкладка товаров на полки и обслуживание клиентов в магазинах;
Медицинская помощь: простые медицинские задачи и помощь при уходе за пациентами.

Исследования и разработка

Исследования обучения роботов: предоставление исследователям современной платформы человекоподобных роботов;
Исследования взаимодействия человека и робота: изучение более естественных и интуитивных способов взаимодействия;
Исследования мультимодального ИИ: изучение совместной обработки зрения, языка и действий.

📥 Установка и настройка

Чтобы начать работу с Isaac GR00T, выполните следующие шаги.

Системные требования

Аппаратное обеспечение:
- графический процессор NVIDIA: рекомендуется RTX 3090 или выше;
- оперативная память: не менее 32 ГБ;
- накопитель: 50 ГБ и более свободного места (желательно SSD).
Программное обеспечение:
- Ubuntu 20.04/22.04 LTS или Windows 10/11;
- CUDA 12.0 и выше;
- Python 3.8 и выше.

Получение модели GR00T N1

Скачайте модель GR00T N1 2B с Hugging Face:

git lfs install
git clone https://huggingface.co/nvidia/isaac-gr00t-n1-2b

Или используйте API Hugging Face:

from huggingface_hub import snapshot_download

snapshot_download(repo_id="nvidia/isaac-gr00t-n1-2b", local_dir="./isaac-gr00t-n1-2b")

Установка зависимостей

Создайте виртуальное окружение:

conda create -n isaac-groot python=3.9
conda activate isaac-groot

Установите необходимые зависимости:

pip install torch torchvision torchaudio
pip install omniverse-isaac-sim
pip install transformers accelerate safetensors

🚀 Руководство по использованию

Базовый порядок работы

Загрузка модели:

from transformers import AutoModelForCausalLM, AutoTokenizer

model_path = "./isaac-gr00t-n1-2b"
model = AutoModelForCausalLM.from_pretrained(model_path, device_map="auto", trust_remote_code=True)
tokenizer = AutoTokenizer.from_pretrained(model_path)

Инференс модели:

# Пример: получить входные данные с изображением и текстом
inputs = tokenizer("Pick up the red cube and place it in the blue bin", return_tensors="pt").to(model.device)

# Сгенерировать последовательность действий
outputs = model.generate(
    inputs.input_ids,
    max_length=200,
    temperature=0.7,
    top_p=0.9,
)

# Декодировать результат
result = tokenizer.decode(outputs[0], skip_special_tokens=True)
print(result)

Интеграция с Isaac Sim:

# Предполагается, что сцена и робот уже настроены в Isaac Sim
from omni.isaac.core import World

# Создать симулируемый мир
world = World()

# Загрузить последовательность действий, сгенерированную моделью
# ...

# Применить к роботу
# ...

# Запустить симуляцию
world.play()

Дообучение под конкретную задачу

Подготовка обучающих данных: соберите или сгенерируйте данные, подходящие для конкретной задачи.

Настройка дообучения:

from transformers import Trainer, TrainingArguments

training_args = TrainingArguments(
    output_dir="./results",
    per_device_train_batch_size=4,
    gradient_accumulation_steps=4,
    learning_rate=5e-5,
    num_train_epochs=3,
)

trainer = Trainer(
    model=model,
    args=training_args,
    train_dataset=your_dataset,
)

trainer.train()

Сохранение дообученной модели:

model.save_pretrained("./my_tuned_gr00t_model")
tokenizer.save_pretrained("./my_tuned_gr00t_model")

❓ Частые вопросы

1. Чем GR00T отличается от других моделей роботов?

GR00T — универсальная базовая модель для роботов, а не специализированная модель под конкретную задачу. Она использует двухсистемную архитектуру, которая сочетает быструю систему (интуицию) и медленную систему (рассуждение), подобно человеческому познанию. Кроме того, GR00T рассчитан на работу с разными роботизированными платформами, а не только с одним видом аппаратуры.

2. Какое оборудование нужно для работы с GR00T?

Для полноценного инференса и обучения полной версии GR00T нужна мощная поддержка GPU. Для полного инференса и обучения рекомендуется NVIDIA RTX 3090 или более производительный GPU. Для лёгких приложений можно использовать облачные сервисы или платформы NVIDIA Jetson. Для человекоподобных роботов идеальным оборудованием для GR00T считается Jetson AGX Thor.

3. Где взять данные для обучения GR00T?

NVIDIA опубликовала набор данных GR00T N1 в составе более широкого открытого набора данных о физическом ИИ; его можно скачать с Hugging Face и GitHub. Кроме того, Isaac GR00T Blueprint предоставляет фреймворк для генерации синтетических действий манипуляции, что помогает создавать собственные обучающие данные.

4. С какими роботами можно использовать GR00T?

GR00T рассчитан на работу с различными человекоподобными роботами, в том числе от компаний 1X Technologies, Agility Robotics, Apptronik, Boston Dynamics, Figure AI и других. Благодаря универсальности GR00T может адаптироваться к разным роботизированным формам после соответствующего дообучения.

📚 Ресурсы и источники

Это руководство даёт базовое введение в NVIDIA Isaac GR00T и описывает порядок его использования. Технологии постоянно обновляются, поэтому рекомендуется регулярно сверяться с официальной документацией NVIDIA.

Воплощённый ИИ и робототехника