HOVER - NVIDIAが開発した、汎用ヒューマノイドロボット機能コントローラーの150万分の1の小型モデル。

HOVERとは何ですか？

NVIDIAが開発した1.5Mの小型モデル「HOVER」は、「Humanoid Versatile Controller」の略で、ヒューマノイドロボット向けの多機能な全身神経系汎用コントローラです。このモデルは150万個のパラメータを用いて複雑なロボット動作を制御し、ナビゲーション、デスクトップ操作、モバイル操作など、それぞれ独自の制御モードを必要とする多様なタスクに対応します。HOVERの中核となるイノベーションは、全身動作の模倣を様々なタスクに対する汎用的な抽象化として活用し、複数の全身制御モードを学習するための汎用的な運動スキルを提供することにあります。マルチモーダルポリシー抽出フレームワークに基づき、異なる制御モードを統一されたポリシーに統合することで、各モードの利点を維持しながらモード間のシームレスな切り替えを実現し、将来のヒューマノイドロボットアプリケーションの効率性と柔軟性を向上させます。

HOVERの主な機能

• マルチモード制御HOVERは、ナビゲーション、デスクトップ操作、モバイル操作など、それぞれ固有の操作要件を持つさまざまな操作モード間をシームレスに切り替えることができます。
• 運動学的位置追跡HOVERはロボットの主要部分の3D位置追跡をサポートしており、正確な動作再現を可能にします。
• 関節角度追跡HOVERは、各ロボットモーターの目標関節角度を追跡することで、複雑な四肢の動きを実現できます。
• ルート追跡HOVERはロボットの根速度、高さ、向きを追跡することができ、これはバランスを維持し、ダイナミックな動きを実行するために不可欠です。
• 統合指揮空間HOVERは、ジョイスティック、モーションキャプチャシステム、外骨格、バーチャルリアリティヘッドセットなど、さまざまな制御デバイスに対応できる統一されたコマンドスペースを設計しています。
• 戦略の抽出HOVERはOracleの戦略から抽出・精製し、複数の制御スキルを単一の「ユニバーサル戦略」に統合することで、効率性と柔軟性を向上させます。

HOVERの技術原理

• 固有受容感覚とコマンドシールドHOVERは、固有受容感覚（ロボット自身の状態認識）とコマンドマスキング（異なるコマンド空間を選択的に活性化すること）に基づいてタスクコマンドを決定し、ロボットの上半身と下半身の独立した制御をサポートします。
• マルチモード戦略抽出フレームワークHOVERは、戦略抽出技術を用いて、大規模な人間の動作データから学習したOracleの戦略を、複数の制御モードに対応できる単一の戦略に変換します。
• DAggerフレームワークHOVERはDAgger（データセット集約）フレームワークを使用して学生ポリシーとOracleポリシーを整合させ、教師あり学習に基づいて学生ポリシーを最適化します。
• シミュレーション訓練HOVERのトレーニングは、GPUアクセラレーションに対応したNVIDIA Isaacシミュレーションスイートで行われ、長期トレーニングを迅速にシミュレートできるため、追加の微調整なしにモデルを現実世界に適用できます。
• 統合指揮空間設計HOVERのコマンド空間設計は、汎用的かつアトミックであり、既存のほとんどの制御構成を網羅し、さまざまなモードをサポートするための任意の組み合わせを可能にする。
• 動作方向転換HOVERは、キーポイントのマッチングとパラメータの最適化に基づいて、人間の動作データセットをロボットの動作データセットに変換することができます。

HOVERのプロジェクトアドレス

• プロジェクト公式サイト：hover-versatile-humanoid.github.io
• arXiv技術論文：https://arxiv.org/pdf/2410.21229

HOVERの応用シナリオ

• ナビゲーションとモビリティHOVERは、人型ロボットを制御して、凹凸のある地面を歩いたり、狭い空間を通り抜けたりするなど、複雑な環境下でもナビゲートおよび移動させることができ、捜索救助活動、ツアーガイドサービス、その他のシナリオに適している。
• デスクトップ操作電子部品の組み立てや実験作業など、細かい運動能力を必要とするデスクトップ作業において、HOVERはロボットの上肢と手の関節を正確に制御することで、複雑な手と目の協調動作を実現できる。
• 移動操作HOVERは、移動中に物体をつかんだり運んだりするなどの動作と操作タスクを組み合わせることで、ロボットの全身の動きを協調させ、スムーズなハンドリングと操作タスクを実現できます。
• 人間とコンピュータの相互作用HOVERは、VRヘッドセット、モーションキャプチャシステム、外骨格など、さまざまな入力デバイスとの人間とコンピュータのインタラクションをサポートしており、ロボットが人間の動きや行動を模倣することを可能にするため、エンターテインメント、教育、トレーニングに適しています。
• 遠隔操作とシミュレーション遠隔操作のシナリオでは、HOVERはオペレーターの指示にリアルタイムで応答し、遠隔手術支援や危険な環境下での作業など、精密な遠隔作業を実行できます。