用于带接触铰接刚体的快速且功能完备的可微物理引擎
机器人学
2021-06-24 v3 人工智能
机器学习
系统与控制
系统与控制
摘要
我们提出一个快速且功能完备的可微物理引擎 Nimble (nimblephysics.org)，它支持用于铰接刚体仿真的拉格朗日动力学和硬接触约束。我们的可微物理引擎提供了一组通常在机器人应用常用的非可微物理模拟器中才可用的完整功能。我们使用线性互补问题(LCPs)精确求解接触约束。我们给出了通过非弹性接触的 LCP 公式的高效且新颖的分析梯度，其利用了 LCP 解的稀疏性。我们支持复杂接触几何，以及逼近连续时间弹性碰撞的梯度。我们还引入一种计算互补感知梯度的新方法，可帮助下游优化任务避免陷入鞍点。我们展示了在现有物理引擎(DART)中实现这一组合，能够在计算单时间步分析雅可比时，相较有限差分实现 87 倍单核加速，同时保留原始 DART 的全部表达能力。
引用
@article{arxiv.2103.16021,
title = {Fast and Feature-Complete Differentiable Physics for Articulated Rigid Bodies with Contact},
author = {Keenon Werling and Dalton Omens and Jeongseok Lee and Ioannis Exarchos and C. Karen Liu},
journal= {arXiv preprint arXiv:2103.16021},
year = {2021}
}