NVIDIA发布GR00T N1基础模型等方案，人形机器人开发效率显著提升

电(diàn)子(zi)发(fā)烧(shāo)友(you)网(wǎng)报(bào)道(dào)（文 / 吴(wú)子(zi)鹏(péng)） 日(rì)前(qián)，在(zài) NVIDIA 的(de) GTC 大(dà)会(huì)上(shàng)，该(gāi)公(gōng)司(sī)发(fā)布(bù)了(le)一(yī)系(xì)列(liè)助(zhù)力(lì)人(rén)形(xíng)机(jī)器(qì)人(rén)开(kāi)发(fā)的(de)重(zhòng)要(yào)方(fāng)案(àn)，其(qí)中(zhōng)包(bāo)括(kuò)首(shǒu)个(gè)开(kāi)源(yuán)人(rén)形(xíng)机(jī)器(qì)人(rén)基(jī)础(chǔ)模(mó)型(xíng) Isaac GR00T N1、新(xīn)一(yī)代(dài)开(kāi)源(yuán)物(wù)理(lǐ)引(yǐn)擎(qíng) Newton，以(yǐ)及(jí)用(yòng)于(yú)合(hé)成(chéng)数(shù)据(jù)生(shēng)成(chéng)的(de)全新(xīn) Omniverse Blueprint 和(hé)开(kāi)源(yuán)数(shù)据(jù)集。这(zhè)些(xiē)方(fāng)案(àn)旨(zhǐ)在(zài)帮(bāng)助(zhù)人(rén)形(xíng)机(jī)器(qì)人(rén)方(fāng)案(àn)公(gōng)司(sī)攻(gōng)克(kè)开(kāi)发(fā)门(mén)槛(kǎn)高(gāo)、物(wù)理(lǐ)仿(fǎng)真(zhēn)精(jīng)度(dù)低(dī)、应(yīng)用(yòng)拓(tà)展(zhǎn)难(nán)以(yǐ)及(jí)行(xíng)业(yè)标(biāo)准(zhǔn)缺(quē)失(shī)等(děng)难(nán)题(tí)。​

开(kāi)启(qǐ)人(rén)形(xíng)机(jī)器(qì)人(rén)开(kāi)发(fā)效(xiào)率(lǜ)革(gé)命(mìng)​

人(rén)形(xíng)机(jī)器(qì)人(rén)构(gòu)建(jiàn)的(de)是(shì)一(yī)个(gè)“人(rén) - 机(jī) - 环(huán)境(jìng)”深(shēn)度(dù)交(jiāo)互(hù)的(de)复(fù)杂(zá)生(shēng)态(tài)系(xì)统(tǒng)。现(xiàn)阶(jiē)段(duàn)，针(zhēn)对(duì)每(měi)一(yī)项(xiàng)具(jù)体(tǐ)且(qiě)精(jīng)细(xì)的(de)动(dòng)作(zuò)任(rèn)务(wu)，都(dōu)需(xū)单(dān)独(dú)开(kāi)发(fā)并(bìng)调(diào)校(xiào)相(xiāng)应(yīng)的(de)算(suàn)法(fǎ)模(mó)型(xíng)，这(zhè)导(dǎo)致(zhì)不(bù)同(tóng)组(zǔ)件(jiàn)或(huò)子(zi)系(xì)统(tǒng)之(zhī)间(jiān)兼(jiān)容(róng)性(xìng)与(yǔ)互(hù)操(cāo)作(zuò)性(xìng)欠(qiàn)佳(jiā)，严(yán)重(zhòng)影(yǐng)响(xiǎng)人(rén)形(xíng)机(jī)器(qì)人(rén)的(de)整(zhěng)体(tǐ)性(xìng)能(néng)与(yǔ)运(yùn)行(xíng)效(xiào)率(lǜ)。此(cǐ)外(wài)，由(yóu)于(yú)软(ruǎn)硬(yìng)件(jiàn)解(jiě)耦(ǒu)难(nán)度(dù)大(dà)，使(shǐ)得人形机器人的调试周期漫长，还容易出现动作延迟或精度损失的情况。​

NVIDIA 发布的 GR00T N1 基(jī)础(chǔ)模(mó)型(xíng)，作(zuò)为(wèi)首(shǒu)个(gè)完(wán)全可(kě)定(dìng)制(zhì)的(de)人(rén)形(xíng)机(jī)器(qì)人(rén)基(jī)础(chǔ)模(mó)型(xíng)，具(jù)备(bèi)通(tōng)用(yòng)技(jì)能(néng)，如(rú)多(duō)步(bù)操(cāo)作(zuò)、物(wù)体(tǐ)转(zhuǎn)移(yí)等(děng)，还(hái)拥(yōng)有(yǒu)推(tuī)理(lǐ)能(néng)力(lì)。开(kāi)发(fā)者(zhě)无(wú)需(xū)从(cóng)头(tóu)开(kāi)始(shǐ)训(xun)练(liàn)，可直接基于该模型快速开发适用于物流、清洁等特定场景的应用。​

在此过程中，GR00T N1 基础模型借鉴了人类认知原理，提供了一套双系统架构方法论。其中，“系统 1” 是一个快速思考的动作模型，反映人类本能反应或直觉。“系统 2” 则是慢思考模型，用于进行深度思考后的决策制定。系统 2 由视觉语言模型提供支持，它会对所处环境及接收到的指令进行推理，进而规划行动。随后，系统 1 将这些规划转化为精确、连续(xù)的(de)机(jī)器(qì)人运动。系统 1 是基于人类演示数据以及 NVIDIA Omniverse™平台生成的海量合成数据进行训练的。​

正如 NVIDIA 创始人兼 CEO 黄仁勋所说：“通用机器人的时代已经来临，借助 NVIDIA Isaac GR00T N1 以及新的数据生成和机器人学习框架，全球机器人开发者将开启 AI 时代的全新篇章。”​

实现物理仿真精度的重大突破​

在人形机器人开发过程中，高精度仿真能够模拟真实物理环境中的力学、运动学特性，例如关节扭矩、重心偏移等，确保机器人动作符合物理规律，避免因动力学误差导致实际测试失败。一个优秀的仿真平台允许在虚拟环境中反复优化机械结构，如材料强度、关节自由度，以及控制系统，如步态算法，从而降低物理原型机的重复制造和调试成本。​

为此，NVIDIA 宣布与 Google DeepMind 和 Disney Research 展开合作，共同开发开源物理引擎 Newton。这一引擎能让机器人以更高精度处理复杂任务。据悉，Newton 基于 NVIDIA Warp 框架进行优化，支持复杂任务的高精度模拟，并且兼容 MuJoCo 等现有框架，未来还将集成迪士尼的物理技(jì)术(shù)。Google DeepMind 正(zhèng)在(zài)与 NVIDIA 合作开发 MuJoCo-Warp，预计可将机器人机器学习工作负载的处理速度提升 70 倍以上，并将通过 Google DeepMind 的 MJX 开源库和 Newton 提供给开发者。​

物理仿真精度是人形机器人实现 “设计 - 开发 - 部署” 闭环的核心支撑，直接关系到开发效率、算法可靠性以及规模化落地能力。物理引擎 Newton 针对机器人学习进行优化，可精确模拟关节扭矩、摩擦力、碰撞反馈等物理特性，提升运动控制算法，如双(shuāng)足(zú)平(píng)衡(héng)、步(bù)态(tài)规(guī)划(huà)的(de)鲁(lǔ)棒(bàng)性(xìng)，降(jiàng)低(dī)实(shí)际(jì)部(bù)署(shǔ)中(zhōng)硬(yìng)件(jiàn)损(sǔn)伤(shāng)的(de)风(fēng)险(xiǎn)。​

更(gèng)好(hǎo)地(de)满(mǎn)足(zú)机(jī)器(qì)人(rén)后(hòu)训(xun)练(liàn)数(shù)据(jù)需(xū)求(qiú)​

人(rén)形(xíng)机(jī)器(qì)人(rén)要(yào)实(shí)现(xiàn)落(luò)地(de)应(yīng)用(yòng)，后(hòu)训(xun)练(liàn)环(huán)节(jié)至(zhì)关重(zhòng)要(yào)。机(jī)器(qì)人(rén)后(hòu)训(xun)练(liàn)数(shù)据(jù)指(zhǐ)的(de)是(shì)模(mó)型(xíng)在(zài)预(yù)训(xun)练(liàn)基(jī)础(chǔ)上(shàng)，针(zhēn)对(duì)特(tè)定(dìng)任(rèn)务(wu)、场(chǎng)景(jǐng)或(huò)硬(yìng)件(jiàn)进(jìn)行(xíng)微(wēi)调(diào)所(suǒ)需(xū)的(de)专(zhuān)项(xiàng)数(shù)据(jù)。这(zhè)类(lèi)数(shù)据(jù)直(zhí)接(jiē)影(yǐng)响(xiǎng)模(mó)型(xíng)的(de)泛(fàn)化(huà)能(néng)力(lì)、任(rèn)务(wu)精(jīng)度(dù)以(yǐ)及(jí)落(luò)地(de)效(xiào)率(lǜ)。​

目(mù)前(qián)，人(rén)形(xíng)机(jī)器(qì)人(rén)行(xíng)业(yè)发(fā)展(zhǎn)面(miàn)临(lín)两(liǎng)大(dà)困(kùn)境(jìng)。一(yī)是(shì)数(shù)据(jù)规(guī)模(mó)严(yán)重(zhòng)不(bù)足(zú)，若(ruò)采用(yòng)传(chuán)统(tǒng)方(fāng)式(shì)获(huò)取(qǔ)人(rén)机(jī)交(jiāo)互(hù)数(shù)据(jù)，成(chéng)本(běn)极(jí)高(gāo)；二(èr)是(shì)数(shù)据(jù)质(zhì)量(liàng)参(cān)差(chà)不(bù)齐(qí)，第(dì)三(sān)方(fāng)数(shù)据(jù)供(gōng)应(yīng)商(shāng)提(tí)供(gōng)的(de)原(yuán)始(shǐ)数(shù)据(jù)经(jīng)筛(shāi)选(xuǎn)后(hòu)，实(shí)际(jì)可(kě)用(yòng)率(lǜ)常(cháng)常(cháng)不(bù)足(zú) 10%。低(dī)质(zhì)量(liàng)数(shù)据(jù)不(bù)仅(jǐn)无(wú)法(fǎ)提(tí)升(shēng)模(mó)型(xíng)性(xìng)能(néng)，甚(shén)至(zhì)可(kě)能(néng)引(yǐn)入(rù)噪(zào)声(shēng)，导(dǎo)致(zhì)训(xun)练(liàn)崩(bēng)溃(kuì)。​

NVIDIA Isaac GR00T Blueprint 在(zài)解(jiě)决(jué)人(rén)形(xíng)机(jī)器(qì)人(rén)后(hòu)训(xun)练(liàn)数(shù)据(jù)不(bù)足(zú)问(wèn)题(tí)上(shàng)优(yōu)势(shì)显(xiǎn)著(zhe)。该(gāi)蓝(lán)图(tú)基(jī)于(yú) Omniverse 和(hé) NVIDIA Cosmos Transfer 世(shì)界(jiè)基(jī)础(chǔ)模(mó)型(xíng)构(gòu)建(jiàn)。通(tōng)过(guò)少(shǎo)量(liàng)人(rén)类(lèi)演(yǎn)示(shì)，短(duǎn)短(duǎn) 11 小(xiǎo)时(shí)内(nèi)就(jiù)能(néng)生(shēng)成(chéng) 780,000 个合(hé)成(chéng)轨(guǐ)迹(jī)，相(xiāng)当(dāng)于(yú) 6,500 小(xiǎo)时(shí)，即(jí)连(lián)续(xù)九(jiǔ)个(gè)月(yuè)的(de)人(rén)类(lèi)演(yǎn)示(shì)数(shù)据(jù)。将(jiāng)合(hé)成(chéng)数(shù)据(jù)与(yǔ)真(zhēn)实(shí)数(shù)据结合后，GR00T N1 的任务成功率提升了 40%，充分证明合成数据能有效弥补真实数据的局限性。同时，合成数据可用于预训练，真实数据用于微调，从而平衡模型的通用性与实际场景适配性。​

结语​

《2024 全球机器人市场报告》显示，人形机器人领域研发投入年增速已达 38%，但开发周期长、数据获取成本高仍是行业痛点。随着 NVIDIA 发布 GR00T N1 基础模型、Newton 物理引擎及合成数据方案，人形机器人的开发效率和物理仿真精度得到显著提升，后训练数据获取也更为高效，有力地加速了人(rén)形机器人的商业化落地进程。此外，GTC 还宣布推出 NVIDIA DGX Spark，这是一款个人 AI 超级计算机，为开发者提供一站式系统，可将 GR00T N1 的功能拓展至新机器人、任务和环境，且无需进行大量自定义编程。​