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Environnements virtuels

Genesis: des simulations robotiques jusqu'à 430’000 fois plus rapides

Genesis, simulateur physique open source tout juste publié, repousse les limites des environnements virtuels pour l'entraînement des robots et le développement d'IA incarnée, avec des performances bien supérieures aux solutions existantes.

Différents environnements de simulation créés par Genesis. (Source: Genesis Developers)
Différents environnements de simulation créés par Genesis. (Source: Genesis Developers)

Un groupe de chercheurs universitaires et industriels a dévoilé Genesis, un 
simulateur d'environnements physiques aux performances sans précédent. Cette plateforme publiée en open source est taillée pour des applications dans les domaines de la robotique et l'intelligence artificielle incarnée.  

43 millions d'images par seconde

Selon la documentation officielle du projet, Genesis utilise un moteur physique optimisé qui exploite la puissance du calcul parallèle des GPU. Cette technologie permet ainsi d'atteindre une vitesse de simulation inédite, allant jusqu'à 43 millions d'images par seconde (FPS) dans certaines scènes de manipulation. Les robots peuvent ainsi s'entraîner dans un environnement virtuel jusqu'à 430’000 fois plus vite que dans le monde réel. Fonctionnant entièrement en Python, Genesis dépasse de loin les performances des solutions existantes telles que Isaac Gym de Nvidia, avec des vitesses jusqu'à 80 fois supérieures, affirment les créateurs du projet. En utilisant des cartes graphiques similaires à celles utilisées pour les jeux vidéo, le système peut faire tourner jusqu'à 100’000 copies d'un environnement de simulation simultanément. 

Framework de simulation unifié

L'équipe à l'origine de Genesis explique que la plateforme peut générer des «mondes 4D dynamiques» (une simulation d'un monde 3D agrémenté de la composante temporelle). L'objectif déclaré est de construire un moteur universel capable de générer automatiquement des mondes physiques et des scénarios complexes. Dont des environnements interactifs, des mouvements de caméra, des tâches robotiques mais aussi des politiques de contrôle des robots et des scènes 3D entièrement interactives. Zhou Xian, chercheur à l'université Carnegie Mellon et contributeur clé du projet, souligne sur X que Genesis est le résultat d'une collaboration de 24 mois. «Genesis met en œuvre un framework de simulation unifié, intégrant un large éventail de solveurs physiques de pointe, afin de simuler le monde physique avec un maximum de réalisme», ajoute-t-il. 

Environnements virtuels créés via des prompts

Une fonctionnalité repose en outre sur l'IA générative, permettant la création automatique d'environnements virtuels complets à partir de simples descriptions textuelles (prompts). Le site web officiel du projet présente plusieurs exemples d'environnements 3D rendus avec précision à partir de ce type de descriptions. «Un bras mobile Franka réarrange les livres sur une table en poussant les livres bruns et blancs pour les aligner avec le livre rouge», illustre un cas d'usage d'entraînement robotique. Genesis peut également simuler des robots souples ou hybrides (combinant une peau souple et un squelette rigide). Exemple de prompt: «Une pince souple navigue dans une boîte et saisit un capuchon de stylo». 

Notons encore que Genesis profite d'une compatibilité multiplateforme, avec une prise en charge native des GPU et CPU Nvidia, AMD, Apple et Intel, sur Windows, macOS et Linux.

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