摘要：最近，AI行业迎来了里程碑式的进展，由哈佛、清华、卡耐基等世界名校合力打造的通用物理引擎——Genesis，绝对会让你震惊。它的核心突破在于为智能体提供了一个虚拟的“真实世界”训练场，通过精准的物理仿真，极大地提升了机器人的学习效率。
最近，AI行业迎来了里程碑式的进展，由哈佛、清华、卡耐基等世界名校合力打造的通用物理引擎——Genesis，绝对会让你震惊。它的核心突破在于为智能体提供了一个虚拟的“真实世界”训练场，通过精准的物理仿真，极大地提升了机器人的学习效率。
对于机器人和智能体而言，训练是不可或缺的过程。而在现实世界中进行训练往往成本高、风险大且效率低下。Genesis 的出现改变了这一现状，它通过高度精确的受力分析和物理模拟能力，从宏观力学到微观材料特性，全面还原了真实世界的物理规律，使机器人可以在虚拟环境中进行高效、安全的训练。这种基于真实物理规律的仿真平台，不仅能够快速迭代学习策略，还能够无缝对接真实环境，助力智能体实现从虚拟到现实的平稳过渡。
Genesis 的核心技术与特点
Genesis 的核心是一个重新设计和重建的通用物理引擎，该引擎能够根据真实的物理规律精确模拟多种物质行为和现象。不同于传统的仿真平台，Genesis在物理仿真、数据生成和渲染方面实现了显著的技术突破。
1. 通用物理引擎
Genesis 的物理引擎能够模拟各种材料的物理特性，包括刚性体、柔性体、液体、气体等。同时，它支持多种物理现象的精确模拟，例如碰撞、摩擦、弹性变形、流体动力学等。这种高度准确的物理模拟能力，使其在机器人操作、机械臂控制、无人机飞行等场景中表现优异。
示例场景：
机器人机械臂在桌面上移动物体时，能够精确计算物体之间的碰撞力和摩擦力。模拟液体的流动和碰撞，适用于软体机器人设计。2. 生成式数据引擎
Genesis 拥有一个生成式数据引擎，用户只需通过自然语言描述场景，系统即可自动生成符合物理规律的动态数据。这些数据可以包括物体运动轨迹、摄像机参数、人类或动物的动作等。
示例描述：
“一只迷你猴王在桌面上奔跑3秒后跳起，并在空中挥动右臂。”
系统将根据上述描述生成一个符合物理规律的视频，并自动调整摄像机的运动轨迹，使整个过程逼真、连贯。
3. 高性能仿真与渲染
Genesis 采用GPU 加速的并行计算技术，大幅提升了仿真速度和渲染性能。在一个包含机械臂和桌面的操控场景中，Genesis 的仿真速度可达4300万帧每秒，远超传统仿真平台。
此外，Genesis 的渲染引擎支持照片级真实感渲染，可以生成高保真、视觉一致的3D场景和交互视频。
优化技术包括：
自动休眠：静止的物体在仿真过程中自动进入休眠状态，以提高整体仿真效率。碰撞检测优化：针对复杂场景中的物体碰撞行为进行精确且高效的检测。基于真实物理规律的模拟功能
Genesis 的物理引擎核心理念是基于真实物理规律的模拟。它不仅能够模拟静态物体的物理属性，还能生成动态、交互式的场景。这种仿真能力在机器人策略生成、虚拟环境搭建以及数字孪生系统中具有广泛的应用前景。
1. 机器人操作的真实物理模拟
Genesis 能够精确模拟机器人在不同环境中的操作行为，从抓取、移动到复杂的运动策略生成。
示例应用：
机械臂操作场景：Genesis 模拟机械臂在桌面上重新排列书籍的过程，包括不同材质的书籍之间的摩擦力和重力。2. 软体机器人的物理模拟
Genesis 能够模拟柔性体和软体机器人的行为，例如软体抓手、行走的茶壶等。这些软体机器人能够在仿真环境中表现出类似于真实物体的柔韧性和变形能力。
示例场景：
软体抓手：模拟一个柔性抓手拾取和移动不同形状的物体。3. 人物动作和情绪生成
Genesis 支持基于文本生成人物的动作、表情和情绪变化。
示例描述：
“一名日本武士正在打拳。”
Genesis 能够生成逼真的人物动作，并通过调整面部表情和语音语调，展示人物从中立到愤怒、再到高兴的情绪变化。
开源与社区支持
Genesis 的核心物理引擎和仿真平台已经开源，开发者可以通过 GitHub 平台获取源代码，并参与项目的开发和维护。
物理引擎核心模块高性能仿真与渲染框架生成式数据引擎在与传统仿真平台的对比中，Genesis 展现了显著的速度优势。传统的 CPU 仿真平台通常采用单线程处理，面对复杂的场景时速度较慢，难以满足高实时性需求。而 Genesis 通过 GPU 加速技术，能够实现数百万帧每秒的仿真速度，大幅提高了仿真的实时性和效率。
此外，Genesis 针对大规模场景的仿真引入了 自动休眠功能，这一技术可以有效减少资源消耗。对于场景中的静止物体，系统会自动停止对其进行仿真计算，仅对活动物体继续仿真，从而大幅提升整体仿真效率。在一个包含数千个静止物体的场景中，Genesis 仅对活动物体进行仿真，显著减少了计算资源的浪费。
来源：老胡科学
