چگونه NVIDIA Isaac GR00T N1 رباتیک انسان‌نما را بازتعریف می‌کند

دهه‌هاست که دانشمندان و مهندسان تلاش کرده‌اند تا ربات‌های انسان‌نمایی بسازند که قادر به راه رفتن، صحبت کردن و تعامل مانند انسان‌ها باشند. اگرچه پیشرفت‌های چشمگیری حاصل شده است، اما ساخت ربات‌هایی که بتوانند با محیط‌های جدید سازگار شوند یا مهارت‌های جدیدی بیاموزند، همچنان یک چالش پیچیده و پرهزینه بوده است. NVIDIA با Isaac GR00T N1، اولین مدل بنیادین باز و قابل تنظیم جهان برای استدلال و مهارت‌های ربات انسان‌نما، به این موضوع رسیدگی می‌کند. این مدل نوآورانه، ربات‌ها را به توانایی تفکر انتقادی، استدلال از طریق سناریوهای پیچیده و انطباق با چالش‌های جدید مجهز می‌کند. این مقاله به بررسی نوآوری NVIDIA می‌پردازد و ویژگی‌های GR00T N1 و تأثیر آن بر رباتیک انسان‌نما را شرح می‌دهد.

رباتیک انسان‌نما در سال‌های اخیر پیشرفت چشمگیری داشته است. آن‌ها می‌توانند در زمین‌های ناهموار راه بروند، مکالمات اساسی داشته باشند و وظایفی مانند مونتاژ محصولات را در محیط‌های کنترل‌شده انجام دهند. شرکت‌هایی مانند Boston Dynamics ربات‌هایی را به نمایش گذاشته‌اند که می‌توانند برقصند یا حرکات آکروباتیک انجام دهند. با این حال، علی‌رغم تمام این پیشرفت‌ها، این ربات‌ها هنگام مواجهه با وظایفی خارج از برنامه‌ریزی خاص خود با محدودیت‌هایی روبرو هستند. برای مثال، رباتی که برای چیدن جعبه‌ها در یک انبار طراحی شده است، ممکن است برای مرتب‌سازی اقلام در یک انبار به‌هم‌ریخته یا تغییر وظایف بدون برنامه‌ریزی مجدد گسترده دچار مشکل شود. در اصل، ساخت یک ربات انسان‌نما که قادر به انجام وظایف متنوع باشد، مستلزم شروع از صفر در هر بار بود، فرآیندی که می‌تواند ماه‌ها یا حتی سال‌ها طول بکشد.

Isaac GR00T N1 یک مدل بنیادین است که به‌طور خاص برای ربات‌های انسان‌نما طراحی شده است. این مدل یک چارچوب از پیش ساخته شده برای عملکردهای اساسی مانند ادراک و حرکت فراهم می‌کند و نیاز به توسعه این قابلیت‌های اصلی از ابتدا را از بین می‌برد. این امر فرآیند ساخت ربات را ساده می‌کند، که قبلاً نیازمند تخصص در زمینه‌هایی مانند مهندسی مکانیک و برنامه‌نویسی هوش مصنوعی، همراه با منابع مالی قابل توجه بود. توسعه‌دهندگان اکنون می‌توانند GR00T N1 را برداشته و آن را برای وظایف خاص سفارشی کنند و هم زمان و هم هزینه را کاهش دهند. این دسترسی و انعطاف‌پذیری می‌تواند باعث پذیرش گسترده‌تر شود و این ربات‌ها را قادر سازد تا از آزمایشگاه‌های تحقیقاتی به کاربردهای واقعی منتقل شوند.

GR00T N1 از طراحی دو سیستمی الهام گرفته از شناخت انسان استفاده می‌کند. بر اساس نظریه فرآیند دوگانه، انسان‌ها در دو حالت فکر می‌کنند: سریع و غریزی (مانند رفلکس‌ها) و کند و سنجیده (مانند برنامه‌ریزی). با پیروی از این مدل شناختی، GR00T N1 به هر دو سیستم 1 و سیستم 2 مجهز شده است. سیستم 1 GR00T را قادر می‌سازد تا واکنش‌های سریع را انجام دهد، مانند جاخالی دادن از موانع یا گرفتن اشیاء متحرک، شبیه به رفلکس‌های انسانی. از سوی دیگر، سیستم 2 به GR00T اجازه می‌دهد تا وظایف پیچیده‌تر را پردازش کند، مانند پردازش دستورالعمل‌ها، تجزیه و تحلیل داده‌های بصری، یا برنامه‌ریزی اقدامات چند مرحله‌ای مانند سازماندهی یک اتاق نامرتب. با ترکیب این سیستم‌ها، ربات‌های مجهز به GR00T N1 می‌توانند با انعطاف‌پذیری شبیه انسان، چالش‌های متنوعی را حل کنند. برای مثال، یک ربات می‌تواند وسایل پراکنده را بردارد، تصمیم بگیرد که به کجا تعلق دارند و موانع غیرمنتظره را هدایت کند، همه اینها در حالی که در زمان واقعی سازگار می‌شود.

آموزش GR00T برای فکر کردن و حرکت کردن مانند یک انسان به مقادیر زیادی داده نیاز دارد، که جمع‌آوری آن در محیط‌های واقعی می‌تواند کند و گران باشد. NVIDIA با Isaac GR00T Blueprint، ابزاری که داده‌های حرکتی مصنوعی را در محیط‌های مجازی تولید می‌کند، به این موضوع رسیدگی می‌کند. با شروع با مجموعه کوچکی از نمایش‌های انسانی، طرح اولیه می‌تواند به سرعت مجموعه‌های داده بزرگی تولید کند. در یک مثال، NVIDIA 780000 مسیر مصنوعی ایجاد کرد - معادل 6500 ساعت تلاش انسانی - تنها در 11 ساعت. ترکیب این داده‌های مصنوعی با داده‌های دنیای واقعی، عملکرد GR00T N1 را در مقایسه با استفاده از داده‌های واقعی به تنهایی 40٪ بهبود بخشید. این روش یادگیری را تسریع می‌کند، سازگاری را افزایش می‌دهد و مهارت‌ها را بدون تکیه زیاد بر آزمایش‌های فیزیکی اصلاح می‌کند.

ساخت یک ربات و هوش مصنوعی آن از ابتدا به طور سنتی یک تلاش کند و پرهزینه بوده است. GR00T N1 با ارائه یک مدل از پیش آموزش دیده در استدلال و حرکت، این وضعیت را تغییر می‌دهد و به توسعه‌دهندگان اجازه می‌دهد تا بر سفارشی‌سازی تمرکز کنند. این امر می‌تواند استقرار در صنایعی مانند تولید، لجستیک و مراقبت‌های بهداشتی را تسریع کند، جایی که راه‌حل‌های سازگار به طور فزاینده‌ای مورد نیاز هستند. یک ربات مجهز به GR00T N1 ممکن است مواد را جابجا کند، کالاها را بسته‌بندی کند یا در مراقبت از بیمار کمک کند و در صورت نیاز نقش‌ها را تغییر دهد.

NVIDIA بر خلاف سیستم‌های اختصاصی که دسترسی را محدود می‌کنند، GR00T N1 را به صورت رایگان در اختیار جامعه جهانی رباتیک قرار داده است. این باز بودن به استارت‌آپ‌ها، محققان و شرکت‌های بزرگ اجازه می‌دهد تا آن را دانلود، تغییر و تطبیق دهند و تیم‌های کوچکتر با منابع محدود را قادر می‌سازد تا در کنار رهبران صنعت نوآوری کنند.

GR00T N1 انواع مختلف ورودی‌ها، مانند زبان و داده‌های بصری را پردازش می‌کند و به ربات‌ها اجازه می‌دهد تا دستورات گفتاری را تفسیر کنند، اشیاء را تشخیص دهند و با محیط‌های متغیر سازگار شوند. این تطبیق‌پذیری برای ربات‌های انسان‌نما که در واقعیت غیرقابل‌پیش‌بینی فضاهای انسانی فعالیت می‌کنند، بسیار مهم است. برخلاف ربات‌های سنتی که برای کارهای تکراری در تنظیمات ساختاریافته ساخته شده‌اند، ربات‌های مجهز به GR00T N1 در نقش‌های پویا - مانند کمک به مراقبت‌های بهداشتی یا مدیریت لجستیک - که در آن انعطاف‌پذیری و تعامل طبیعی کلیدی هستند، برتری دارند.

شرکت‌هایی مانند Boston Dynamics، Agility Robotics و 1X Technologies در حال آزمایش GR00T N1 هستند. در تولید، این ربات‌ها می‌توانند قطعات را مونتاژ کرده یا بسته‌ها را مرتب کنند و با تغییرات تولید سازگار شوند. توانایی آنها در تغییر آسان وظایف با کارخانه‌هایی که به انعطاف‌پذیری نیاز دارند، مطابقت دارد.

در مراقبت‌های بهداشتی، آنها می‌توانند بیماران را با استفاده از راهنمایی صوتی پرستاران از تخت به ویلچر منتقل کنند. آنها همچنین ممکن است با تهیه اقلام و صحبت طبیعی به افراد مسن کمک کنند. درک GR00T N1 از زبان و زمینه این تعاملات را طبیعی‌تر و شبیه انسان می‌کند. برای مثال، ربات NEO Gamma شرکت 1X Technologies از GR00T N1 برای مرتب کردن مستقل یک خانه استفاده کرد. فضا را ارزیابی کرد، تصمیم گرفت که چه کاری انجام دهد، مانند برداشتن اسباب‌بازی‌ها یا تعمیر میز، و به تنهایی عمل کرد. این نشان می‌دهد که چگونه ربات‌های مجهز به GR00T می‌توانند به کمک‌کنندگان خانگی تبدیل شوند و در انجام کارهای روزمره یا حمایت از افراد دارای مشکلات حرکتی کمک کنند.

علاوه بر GR00T، NVIDIA با Google DeepMind و Disney Research نیز برای توسعه یک موتور فیزیک، Newton، برای رباتیک انسان‌نما همکاری می‌کند. این ابزار منبع باز توسعه‌دهندگان رباتیک را قادر می‌سازد تا نحوه حرکت و تعامل ربات‌ها با محیط اطراف خود را شبیه‌سازی کنند. این ابزار می‌تواند با پلتفرم‌هایی مانند MuJoCo و NVIDIA Isaac Lab ادغام شود و به آزمایش ربات‌ها به صورت مجازی قبل از ورود به واقعیت کمک کند. این توسعه بیشتر هزینه‌ها را کاهش می‌دهد، خطرات را کاهش می‌دهد و توسعه ربات را تسریع می‌بخشد.

Isaac GR00T N1 شرکت NVIDIA با ارائه یک پایه قابل تنظیم برای استدلال و حرکت، یک پیشرفت چشمگیر در رباتیک انسان‌نما ارائه می‌دهد. طراحی دو سیستمی آن به ربات‌ها اجازه می‌دهد تا به سرعت به تغییرات پاسخ دهند و وظایف پیچیده را انجام دهند و با محیط‌های مختلف سازگار شوند. با استفاده از داده‌های مصنوعی برای آموزش، این مدل هم زمان توسعه و هم هزینه‌ها را کاهش می‌دهد. ارائه GR00T N1 به عنوان یک مدل باز، نوآوری را در صنایعی مانند تولید، مراقبت‌های بهداشتی و لجستیک تشویق می‌کند. پیاده‌سازی‌های اولیه پتانسیل این مدل را برای افزایش انعطاف‌پذیری و کارایی در کاربردهای دنیای واقعی نشان می‌دهد.