Isaac Lab - Newton Beta 2

Isaac Lab - Newton Beta 2（feature/newton 分支）为 Isaac Lab 提供了 Newton 物理引擎集成。我们重构了代码，使其不仅能支持 PhysX 和 Newton，还能支持任何其他物理引擎，让用户可以根据需要将自己的物理引擎引入 Isaac Lab。为此，我们引入了 仿真接口 的基础实现，例如 Articulation 或 ContactSensor 。这些接口提供了一组所有物理引擎都必须实现的抽象方法。这使得所有默认的 Isaac Lab 环境都能与任何物理引擎配合工作。这也确保了 Isaac Lab - Newton Beta 2 与 Isaac Lab 2.X 向后兼容。对于特定引擎的调用，用户可以获取物理引擎的底层视图并直接调用引擎特定的 API。

然而，在重构代码的同时，我们也在寻找方法来减少 Isaac Lab 的开销。为了最小化开销，我们正在将所有底层代码从 torch 迁移出来，转而大量依赖 warp。这将使我们能够编写更高效的底层代码，并充分利用 cuda-graphing。但是，这意味着 数据类 ，如 ArticulationData 或 ContactSensorData ，将只返回 warp 数组。因此，如果用户需要，必须调用 wp.to_torch 将其转换为 torch 张量。我们的 setter/writer 将同时支持 warp 数组和 torch 张量，并在底层使用最优策略来更新 warp 数组。这最大限度地减少了用户迁移到 Isaac Lab - Newton Beta 2 所需的更改量。

writer 和 setter 的另一个新功能是能够提供掩码和完整数据（与 Isaac Lab 2.X 中的索引和部分数据相对）。请注意，此功能将与提供索引和部分数据的功能一起可用，默认行为仍然是提供索引和部分数据。但是，如果使用 warp，用户将必须提供掩码和完整数据。总的来说，我们鼓励用户采用这个新功能，因为如果使用得当，它将减少即时内存分配，并应该带来更好的性能。

在优化方面，我们决定更改四元数约定。最初，Isaac Lab 和 Isaac Sim 都采用 wxyz 约定。然而，由于 PhysX 使用 xyzw 约定，我们在 setter/writer 中进行了多次 xyzw 转换。由于 Newton 和 Warp 也都使用 xyzw 约定，我们决定将默认约定更改为 xyzw。这意味着我们所有的 API 现在都将以 xyzw 约定返回四元数。对于所有未使用我们的 math 模块的自定义 MDP，这可能是一个破坏性更改。虽然这个更改很大，但当用户直接使用仿真视图时，它应该使事情更加一致，并消除不必要的转换。

最后，除了新的 isaaclab_newton 扩展，我们还引入了新的 isaaclab_experimental 和 isaaclab_task_experimental 扩展。这些扩展将允许我们快速将新功能引入 Isaac Lab 主分支，同时给予它们在完全集成到核心 Isaac Lab 扩展之前成熟所需的时间。在此版本中，我们引入了对 direct RL 任务的 cuda-graphing 支持。这大大减少了 Isaac Lab 的开销，使训练更快。试试看，告诉我们你的想法！

./isaaclab.sh -p scripts/reinforcement_learning/rsl_rl/train.py --task Isaac-Cartpole-Direct-Warp-v0 --num_envs 4096 --headless

./isaaclab.sh -p scripts/reinforcement_learning/rsl_rl/train.py --task Isaac-Ant-Direct-Warp-v0 --num_envs 4096 --headless

./isaaclab.sh -p scripts/reinforcement_learning/rsl_rl/train.py --task Isaac-Humanoid-Direct-Warp-v0 --num_envs 4096 --headless

下一步是什么？

Isaac Lab 3.0 是 Isaac Lab 即将发布的版本，它将兼容 Isaac Sim 6.0，同时支持新的 Newton 物理引擎。这将允许用户在 Newton 物理引擎或 PhysX 上训练策略。为了适应这一点，需要进行重大的代码重构。在本节中，我们将介绍一些更改，这些更改将如何影响 Isaac Lab 2.X 用户，以及如何迁移到 Isaac Lab 3.0。当前的 feature/newton 分支让我们一窥即将到来的变化。虽然内部代码结构的更改很大，但用户 API 的更改是最小的。