触觉感知作为机器人与环境交互的核心能力之一,正成为突破人机协作精度瓶颈的关键。他山科技基于NVIDIA Isaac Sim仿真平台,融合其业界领先的触觉传感器产品,构建了一套高精度、高频率的触觉传感器仿真模型。该模型支持从虚拟环境构建到物理触觉渲染的端到端流程,满足云端大规模仿真训练需求的同时,补充边缘设备的实时交互场景,提升了触觉仿真的精度与效率边界。
他山科技利用 NVIDIA Isaac Sim仿真平台的高保真物理仿真与传感器建模技术,结合NVIDIA Isaac Lab的大规模并行强化学习训练,构建了覆盖触觉物理仿真、触觉信号合成到触觉感知模型训练的全闭环流程。同时,依托 NVIDIA GPU 的大规模并行计算能力,触觉感知模型的训练效率提升超过 100 倍,显著加速了触觉传感器在实际设备上的规模化部署。在此基础上,借助高性能计算平台与智能优化算法,他山科技实现复杂触觉信息的深层特征提取与高效解析。
触觉仿真技术:
具身智能升级的关键支持
在具身智能飞速发展的当下,机器人的控制虽然取得了长足的发展,但在处理相对复杂的交互任务时,由于缺乏精准的触觉感知数据,仍然面临交互不稳定、操作失误等问题。这使其在精密装配、物体操控及与环境交互等场景中的表现显著受限,进而阻碍了商业化落地。因此,引入精准触觉信号对具身智能的末端操作格外关键。
触觉模拟仿真技术能够提前在虚拟环境中构建触觉模型、模拟触觉交互并进行算法训练,从而为机器人充分发挥触觉感知的能力提供关键支持。这对拓展机器人应用领域、增强其自主性和智能化水平具有不可或缺的作用。然而,触觉传感器在仿真环境的建模及突破 Sim2Real 鸿沟方面面临诸多挑战,包括接触复杂物理过程的建模、传感器工艺噪声干扰、高质量触觉数据集匮乏、弹性体高精度形变模拟不足、材料特性的影响等。这些因素共同导致了触觉仿真技术的发展相对滞后。
他山科技在 AI 触觉感知领域深耕多年,其自主研发的触觉传感器实现了高精度的三维力感知、材质识别和接近觉感知。
NVIDIA IsaacSim 仿真平台
为触觉仿真提供端到端底层支撑
他山科技基于 NVIDIA Isaac Sim 仿真平台发布了触觉传感器仿真模型,可支持用户以极低成本引入触觉感知仿真数据,训练自己的模型。这一技术在工业和服务机器人领域得到广泛应用。在工业领域,该技术可提升机器人的操作精度和灵活性,有效提高生产效率。在服务领域,它使机器人能够高效完成抓取、移动、递交等原子任务,并更自然地与人互动,从而提供高质量的服务。
NVIDIA Isaac Sim 仿真平台作为面向机器人与物理仿真的端到端平台,为他山科技的触觉模型提供了强大的底层支撑。其集成NVIDIA PhysX物理引擎,通过 GPU 并行加速实现硬件级优化,使复杂场景下的多物体触觉交互计算效率提升 5 倍以上。NVIDIA Isaac Sim 仿真平台的场景构建工具与他山科技触觉模型无缝对接,可导入工业级精度的 3D 模型与物理材质参数,确保虚拟环境与真实场景的物理一致性。同时,NVIDIA Isaac Sim 仿真平台提供完整的部署工具链,支持他山科技触觉感知模型从云端到边缘终端的全场景快速部署,简化了工业级应用的落地流程。
NVIDIA Isaac Sim 仿真平台
助力他山科技实现触觉传感技术突破
借助NVIDIA Isaac Sim 仿真平台,他山科技在触觉感知领域取得了突破性进展。
在精准物理特性还原方面,他山科技将手物接触摩擦过程,建模为多尺度连续可微的动态系统;再通过动力学方程组求解,并结合实际数据进行标定,最终实现了机器人触觉传感器与环境物体接触时物理特性的精准还原。这一技术方案不仅提升了触觉仿真与实际应用的一致性,更为生成真实可靠的触觉信号奠定了坚实基础。
在仿真模型中,他山科技整合了接近觉、压力、切向力等多维度传感器数据,其数据维度与实际产品完全一致。通过时序滤波和机器学习算法,对原始数据进行高效处理与分析,基础的预处理方法同样保持与实际产品一致,从而保障实际与虚拟之间的算法迁移。
在仿真模型的参数优化与轻量化上,模型需要突破材质、摩擦系数等感知和执行边界的限制,以适应更广泛的应用场景。基于其触觉传感器产品,他山科技已建立起大规模实采触觉数据集。他山科技利用这一数据集构建标准场景下的触觉感知预测模型,并与动力学求解的结果融合,进一步改善模型一致性,确保在处理大量参数时仍能保持高效性与准确性。
他山科技首席执行官马扬表示:“触觉是具身场景泛化的关键支撑,也是模拟仿真环境中的最后一块拼图。我们将模型与NVIDIA Isaac Sim 仿真平台结合,希望通过 AI 驱动仿真优化,让触觉技术从实验室走向工业、商业服务等千行百业,真正实现‘所见即所触,所触即真实’。未来,他山科技触觉传感器仿真模型将持续支持 Isaac Lab 的训练。”
他山科技基于NVIDIA Isaac Sim 仿真平台的触觉传感器仿真模型,不仅拓展了 NVIDIA Isaac Sim 仿真平台的触觉仿真能力,还将推动整个行业向“虚实融合”的沉浸式交互迈进。随着这一技术在更多应用场景落地,未来将为用户创造全新的交互体验,推动触觉技术领域的发展。
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原文标题:他山科技基于 NVIDIA Isaac Sim,提升触觉仿真精度与效率
文章出处:【微信号:NVIDIA-Enterprise,微信公众号:NVIDIA英伟达企业解决方案】欢迎添加关注!文章转载请注明出处。
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