We present a fast and feature-complete differentiable physics engine, Nimble (nimblephysics.org), that supports Lagrangian dynamics and hard contact constraints for articulated rigid body simulation. Our differentiable physics engine offers a complete set of features that are typically only available in non-differentiable physics simulators commonly used by robotics applications. We solve contact constraints precisely using linear complementarity problems (LCPs). We present efficient and novel analytical gradients through the LCP formulation of inelastic contact that exploit the sparsity of the LCP solution. We support complex contact geometry, and gradients approximating continuous-time elastic collision. We also introduce a novel method to compute complementarity-aware gradients that help downstream optimization tasks avoid stalling in saddle points. We show that an implementation of this combination in an existing physics engine (DART) is capable of a 87x single-core speedup over finite-differencing in computing analytical Jacobians for a single timestep, while preserving all the expressiveness of original DART.


翻译:我们展示了一个快速和功能完整的不同物理学引擎,Nimble(nimblephysics.org),它支持Lagrangian动态和硬接触限制,以进行清晰的僵硬体模拟。我们不同的物理学引擎提供了一套完整的特征,通常只有机器人应用中常用的无差异的物理模拟器才能提供这些特征。我们用线性互补问题(LCPs)来解决接触限制问题。我们通过利用LCP溶液的广度进行无弹性接触的LCP配方,展示了高效和新颖的分析梯度。我们支持复杂的接触几何和梯度相近的连续弹性碰撞。我们还采用了一种新颖的方法来计算补充性认知度梯度,帮助下游优化任务避免在马鞍上拖延。我们表明,在现有的物理学引擎(DART)中应用这种组合可以使计算分析Jacobian的微变速率达到87x单核心加速度,同时保持原DART的所有明确度。

0
下载
关闭预览

相关内容

FAST:Conference on File and Storage Technologies。 Explanation:文件和存储技术会议。 Publisher:USENIX。 SIT:http://dblp.uni-trier.de/db/conf/fast/
专知会员服务
28+阅读 · 2021年8月2日
机器学习组合优化
专知会员服务
106+阅读 · 2021年2月16日
【强化学习资源集合】Awesome Reinforcement Learning
专知会员服务
93+阅读 · 2019年12月23日
Keras François Chollet 《Deep Learning with Python 》, 386页pdf
专知会员服务
144+阅读 · 2019年10月12日
强化学习最新教程,17页pdf
专知会员服务
167+阅读 · 2019年10月11日
机器学习入门的经验与建议
专知会员服务
90+阅读 · 2019年10月10日
分布式并行架构Ray介绍
CreateAMind
9+阅读 · 2019年8月9日
深度自进化聚类:Deep Self-Evolution Clustering
我爱读PAMI
14+阅读 · 2019年4月13日
【泡泡一分钟】OFF:快速鲁棒视频动作识别的运动表征
泡泡机器人SLAM
3+阅读 · 2019年3月12日
Unsupervised Learning via Meta-Learning
CreateAMind
41+阅读 · 2019年1月3日
Ray RLlib: Scalable 降龙十八掌
CreateAMind
8+阅读 · 2018年12月28日
【OpenAI】深度强化学习关键论文列表
专知
11+阅读 · 2018年11月10日
Hierarchical Imitation - Reinforcement Learning
CreateAMind
19+阅读 · 2018年5月25日
机器人开发库软件大列表
专知
10+阅读 · 2018年3月18日
【推荐】Python机器学习生态圈(Scikit-Learn相关项目)
机器学习研究会
6+阅读 · 2017年8月23日
Auto-Encoding GAN
CreateAMind
7+阅读 · 2017年8月4日
Arxiv
0+阅读 · 2021年8月20日
Efficient and Effective $L_0$ Feature Selection
Arxiv
5+阅读 · 2018年8月7日
VIP会员
相关VIP内容
专知会员服务
28+阅读 · 2021年8月2日
机器学习组合优化
专知会员服务
106+阅读 · 2021年2月16日
【强化学习资源集合】Awesome Reinforcement Learning
专知会员服务
93+阅读 · 2019年12月23日
Keras François Chollet 《Deep Learning with Python 》, 386页pdf
专知会员服务
144+阅读 · 2019年10月12日
强化学习最新教程,17页pdf
专知会员服务
167+阅读 · 2019年10月11日
机器学习入门的经验与建议
专知会员服务
90+阅读 · 2019年10月10日
相关资讯
分布式并行架构Ray介绍
CreateAMind
9+阅读 · 2019年8月9日
深度自进化聚类:Deep Self-Evolution Clustering
我爱读PAMI
14+阅读 · 2019年4月13日
【泡泡一分钟】OFF:快速鲁棒视频动作识别的运动表征
泡泡机器人SLAM
3+阅读 · 2019年3月12日
Unsupervised Learning via Meta-Learning
CreateAMind
41+阅读 · 2019年1月3日
Ray RLlib: Scalable 降龙十八掌
CreateAMind
8+阅读 · 2018年12月28日
【OpenAI】深度强化学习关键论文列表
专知
11+阅读 · 2018年11月10日
Hierarchical Imitation - Reinforcement Learning
CreateAMind
19+阅读 · 2018年5月25日
机器人开发库软件大列表
专知
10+阅读 · 2018年3月18日
【推荐】Python机器学习生态圈(Scikit-Learn相关项目)
机器学习研究会
6+阅读 · 2017年8月23日
Auto-Encoding GAN
CreateAMind
7+阅读 · 2017年8月4日
Top
微信扫码咨询专知VIP会员