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【產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新動態(tài)】走進(jìn)虛擬，走向現(xiàn)實(shí)，首個城市級具身智能仿真平臺“浦源·桃源”發(fā)布

2024-07-12 09:50:54

7月4日，在WAIC 2024科學(xué)前沿主論壇上，上海人工智能實(shí)驗(yàn)室（上海 AI 實(shí)驗(yàn)室）發(fā)布首個城市級具身智能仿真平臺浦源·桃源（以下簡稱“桃源仿真平臺”）。

作為大模型與機(jī)器人的連接層，桃源仿真平臺涵蓋89種功能性場景、10萬級別高質(zhì)量可交互數(shù)據(jù)，構(gòu)建起“軟硬虛實(shí)”一體的機(jī)器人訓(xùn)練場。

具身自主探索是實(shí)現(xiàn)通專融合的有效手段，也是理解物理世界的AGI的必經(jīng)之路。通過構(gòu)建具有社會屬性的真實(shí)交互環(huán)境，桃源仿真平臺支持通用機(jī)器人從底層控制到高級任務(wù)執(zhí)行的全方位研究，有望解決領(lǐng)域內(nèi)數(shù)據(jù)匱乏、評測困難的問題，為同時攻關(guān)機(jī)器人的“大腦”與“小腦”提供強(qiáng)有力的基礎(chǔ)設(shè)施支持。

開源鏈接：

https://github.com/OpenRobotLab/GRUtopia

走進(jìn)虛擬“桃源”，走向繽紛現(xiàn)實(shí)

與大模型不同，具身智能的能力提升需要從交互中自主學(xué)習(xí)。在真實(shí)物理世界中對機(jī)器人進(jìn)行訓(xùn)練，存在著數(shù)據(jù)采集效率低下、復(fù)用性差、訓(xùn)練風(fēng)險高、評測困難等諸多瓶頸，因而，將在虛擬環(huán)境訓(xùn)練成果應(yīng)用于真實(shí)環(huán)境的“虛實(shí)遷移”（Simulation-to-Real）技術(shù)，成為當(dāng)前具身智能領(lǐng)域的重點(diǎn)研究方向之一。

桃源仿真平臺可模擬各種復(fù)雜場景和機(jī)器人的行為模式，包括但不限于戶外作業(yè)、社交互動、家庭生活、工業(yè)生產(chǎn)、商業(yè)交易等，從而為具身智能體提供了具有社會屬性的虛擬社會。該平臺包含海量高質(zhì)量可交互場景數(shù)據(jù)，并可借助AIGC技術(shù)生成多樣化、難度適中的具身智能任務(wù)，建立相應(yīng)的評測體系，賦能具身智能大模型研發(fā)。

貼近現(xiàn)實(shí)的具身智能任務(wù)

數(shù)據(jù)、工具鏈、評測三位一體

此外，借鑒人類運(yùn)動員的訓(xùn)練場景，桃源仿真平臺還為具身智能體構(gòu)建了訓(xùn)練場、陪練員及評分表。

作為訓(xùn)練場的GRScenes場景數(shù)據(jù)集包含10萬級別高質(zhì)量、可交互場景數(shù)據(jù)，首次覆蓋超市、醫(yī)院等 89 種功能性場景，提供語言描述、物體類別、部件、材質(zhì)等全方位標(biāo)注。

在視覺真實(shí)性和物理真實(shí)性的打造過程中，研究團(tuán)隊(duì)與專業(yè)場景設(shè)計師團(tuán)隊(duì)合作，實(shí)現(xiàn)場景布局、物體紋理等方面的真實(shí)，最大限度使虛擬場景與現(xiàn)實(shí)環(huán)境接軌。

同時，GRScenes中的物體具備真實(shí)的部件設(shè)計、物理屬性及內(nèi)部建模，并基于Isaac Sim算法進(jìn)行物理仿真，為具身智能訓(xùn)練提供了真實(shí)的場景交互反饋。通過人工標(biāo)注和多模態(tài)大模型的應(yīng)用，場景中的所有區(qū)域、物體具有類別、材質(zhì)等標(biāo)注，為具身智能訓(xùn)練提供了可參考的物理場景指標(biāo)。

多種功能類型場景

GRResidents角色交互系統(tǒng)相當(dāng)于陪練員，由LLM驅(qū)動智能虛擬角色進(jìn)行具身任務(wù)生成與分發(fā)，為平臺提供交互社交屬性。

構(gòu)建“以人為中心”的通用機(jī)器人系統(tǒng)對具身智能研究尤為重要。在真實(shí)應(yīng)用中，機(jī)器人通常需要與用戶進(jìn)行多輪交互，以明確指令目標(biāo)，提升執(zhí)行效率。由大模型智能體框架構(gòu)成的GRResidents，利用多模態(tài)大模型和系統(tǒng)API，從場景中提取物體描述、空間關(guān)系和區(qū)域描述等高層語義信息，并通過全局信息管理器（World Knowledge Manger）將這些信息組織成智能體可調(diào)用的環(huán)境感知 API。

由大模型驅(qū)動的NPC（非玩家角色）相當(dāng)于仿真平臺中的“居民”，他們可依據(jù)對話及環(huán)境感知 API 進(jìn)行信息提取和推理，從而進(jìn)行開放形式對話。在此基礎(chǔ)之上，這些 NPC 能夠通過采樣將場景信息進(jìn)行智能組合，進(jìn)而生成多種形式的具身任務(wù)，供具身智能體訓(xùn)練。

大模型驅(qū)動的NPC系統(tǒng)

GRResidents: 智能虛擬角色系統(tǒng)

評分表由GRBench評測體系完成，支持對多類機(jī)器人及任意任務(wù)進(jìn)行客觀評測。

目前，桃源仿真平臺支持多種類型機(jī)器人的訓(xùn)練評測，包括對機(jī)械臂、輪式機(jī)器人、四足機(jī)器人、人形機(jī)器人的運(yùn)動控制算法及訓(xùn)練。

用戶通過即插即用式 API 調(diào)用，即可在任意任務(wù)中模擬真實(shí)的控制過程，并還原規(guī)劃過程中的各類場景。未來，桃源仿真平臺還將通過持續(xù)迭代，拓展對更多類型具身智能體的支持。

桃源仿真平臺支持各類型機(jī)器人及任務(wù)評測，并提供控制算法及生態(tài)工具鏈

基于桃源仿真平臺，上海AI實(shí)驗(yàn)室為具身智能研究構(gòu)建起生態(tài)工具鏈，為打通各平臺壁壘，充分利用各類具身智能控制開源算法，提供了首個跨平臺控制算法的遷移工具包。使用工具包，用戶可一鍵將Isaac Gym、Isaac Lab等具身智能開源社區(qū)的控制算法遷移至桃源仿真平臺。在人機(jī)交互方面，研究團(tuán)隊(duì)還打造了支持多模態(tài)交互與機(jī)器人控制的全新交互界面，便于研究者進(jìn)行算法演示和調(diào)試，進(jìn)一步提升研究效率。

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