Genesis: Robottraining revolutioneren met tekst-gebaseerde 3D-simulaties

Op donderdag 19 December presenteerde een grote groep onderzoekers van universiteiten en de particuliere sector, volgens Ars Technica, een baanbrekend nieuw systeem genaamd Genesis. Dit open-source simulatieplatform maakt het mogelijk voor robots om taken te oefenen in een virtuele realiteit — tot maar liefst 430.000 keer sneller dan in de echte wereld. Het systeem kan zelfs complexe 3D-fysicasimulaties genereren vanuit eenvoudige tekstinvoeren met behulp van geavanceerde AI-modellen.

Dankzij Genesis kunnen neurale netwerken die robots besturen het virtuele equivalent van tientallen jaren trainingservaring opdoen in slechts enkele uren computertijd. Deze dramatische versnelling stelt robots in staat om sneller te leren lopen, objecten op te pakken of gereedschappen te hanteren, terwijl de kosten en tijd die nodig zijn voor fysieke tests drastisch worden verminderd.

Jim Fan, een van de mede-auteurs van het Genesis-paper, beschreef deze versnelling op sociale media: “Een uur aan computertijd geeft een robot 10 jaar aan trainingservaring. Zoals Neo in een oogwenk vechtkunst leerde in de Matrix Dojo.” Fan, die eerder werkte aan robotsimulaties bij Nvidia, benadrukte dat de technologie onderzoek naar robotica aanzienlijk kan versnellen.

Het Genesis-platform is ontwikkeld door een team onder leiding van Zhou Xian van Carnegie Mellon University. Het presteert tot 80 keer sneller dan bestaande robotsimulators zoals Nvidia’s Isaac Gym. Met behulp van krachtige grafische kaarten, vergelijkbaar met die in videogames, kan Genesis tot 100.000 simulaties tegelijkertijd uitvoeren. Dit is cruciaal voor het trainen van neurale netwerken die robots in de echte wereld zullen besturen.

“Als een AI 1.000 robots kan besturen om 1 miljoen vaardigheden uit te voeren in 1 miljard verschillende simulaties, dan zou het ‘gewoon kunnen werken’ in onze echte wereld,” schreef Fan. Deze schaalbaarheid maakt het mogelijk om AI-systemen voor te bereiden op een breed scala aan scenario’s, waarvan de meeste niet praktisch te testen zijn in fysieke omgevingen.

Een andere belangrijke innovatie van Genesis is de mogelijkheid om “4D dynamische werelden” te genereren. Deze werelden, die driedimensionale ruimten met tijd als vierde dimensie omvatten, worden gecreëerd met behulp van vision-language models (VLM’s). Door tekstbeschrijvingen in te voeren, kunnen onderzoekers complexe virtuele omgevingen bouwen zonder enige handmatige programmering. Dit proces is vergelijkbaar met de “prompts” die worden gebruikt in andere AI-modellen.

De gegenereerde werelden bevatten:

• Realistische fysica

• Camerabewegingen

• Gedrag van objecten

Het systeem produceert fysisch nauwkeurige ray-traced video’s en trainingsgegevens die robots gebruiken om taken beter te leren uitvoeren.

Traditioneel vereiste het bouwen van virtuele testomgevingen uitgebreide handmatige inspanningen, zoals het modelleren van 3D-assets, texturen en scènes. Genesis automatiseert deze workflow volledig, wat een revolutie betekent voor de manier waarop robotica wordt ontwikkeld. Naast robotica kan de engine ook worden gebruikt voor:

• Karakteranimatie

• Interactieve 3D-scènes

• Gezichtsanimatie

Deze veelzijdigheid opent de deur naar toepassingen in artistieke projecten, realistischere AI-gegenereerde games en video’s.

Een van de meest opvallende eigenschappen van Genesis is de toegankelijkheid. Het platform is volledig open-source en ontworpen met een Python-first aanpak. Waar andere simulators zoals Isaac Gym gebruikmaken van C++ of CUDA voor hun kernfunctionaliteit, richt Genesis zich op Python voor zowel de interface als de fysica-engine. Hierdoor kunnen onderzoekers snel en eenvoudig gebruikmaken van het systeem, zelfs op standaard hardware.

Fan benadrukte het belang van deze toegankelijkheid: “Robotica zou een maanmissie-initiatief moeten zijn dat eigendom is van de hele mensheid.” Dankzij Genesis kunnen onderzoekers over de hele wereld profiteren van supersnelle simulaties zonder hoge kosten of gespecialiseerde apparatuur.

Genesis, dat actief wordt ontwikkeld op GitHub, accepteert bijdragen van de gemeenschap. Het platform belooft de manier waarop robots worden getest en getraind te transformeren. Door onderzoek te versnellen en toegankelijker te maken, kan Genesis een cruciale rol spelen in de vooruitgang van robotica en kunstmatige intelligentie.