01
MuJoCo 初探
物理引擎的江湖地位,为什么选择 MuJoCo?安装与第一个 Hello World 仿真,快速建立直觉。
入门环境搭建
02
XML 模型基础
MJCF 格式解剖,从零搭建简单机械臂模型,理解 body、joint、geom 三大核心元素。
建模MJCF
03
仿真循环与控制
理解仿真步进机制,使用 Python 绑定控制关节,实现一个简单的 PD 控制器。
控制Python
04
传感器与数据提取
MuJoCo 传感器系统详解,提取位置、速度、力等数据,数据可视化初探。
传感器可视化
05
性能分析入门
为什么仿真跑得慢?认识性能瓶颈,使用 profiler 工具定位问题。
性能profiler
06
求解器与数值稳定性
Newton、CG、PGS 求解器对比,不同求解器对性能和精度的影响,如何选择。
求解器稳定性
07
碰撞检测与几何
碰撞检测原理,几何体类型与性能开销,优化碰撞对以减少计算量。
碰撞优化
08
多线程与并行仿真
利用多核 CPU 加速批量仿真,Python 多线程/多进程在 MuJoCo 中的应用。
并行多线程
09
GPU 加速
MuJoCo GPU 支持现状,使用 JAX 或 TensorFlow 进行梯度计算与批量仿真加速。
GPUJAX
10
可视化工具链
原生 viewer 与第三方工具(Meshcat、RViz)的对比与选择。
可视化工具
11
实时仿真与渲染
实现实时仿真,渲染性能调优(分辨率、光照、纹理),帧率与仿真速度平衡。
实时渲染
12
日志与回放
记录仿真数据,实现仿真回放功能,用于调试与演示。
日志回放
13
场景编辑器
使用 MuJoCo Scene Editor 快速搭建场景,导出与导入场景配置。
编辑器场景
14
URDF 导入与转换
将 URDF 模型转换为 MJCF,处理常见转换问题与精度损失。
URDF转换
15
接触动力学调试
接触参数(摩擦、刚度、阻尼)对仿真行为的影响,调试接触不稳定的技巧。
接触动力学
16
关节驱动与执行器
不同类型的执行器(motor、position、velocity、force),执行器参数调优。
执行器驱动
17
仿真与真实差距
Sim-to-Real 问题分析,通过参数辨识缩小差距,实战经验分享。
Sim-to-Real辨识
18
批量仿真与参数扫描
设计参数扫描实验,自动化批量运行仿真并收集结果。
批量自动化
19
强化学习集成
MuJoCo 作为 RL 环境,与 Gymnasium 集成,性能优化技巧。
RLGymnasium
20
自定义渲染与相机
配置多视角相机,自定义渲染管线,生成训练数据。
渲染相机
21
软体与可变形体
MuJoCo 的软体支持(flex、deformable),性能与精度权衡。
软体可变形
22
流体与粒子系统
粒子仿真基础,流体效果模拟,性能开销分析。
流体粒子
23
多体动力学与树结构
理解 MuJoCo 的动力学树,优化树结构以提高仿真效率。
动力学树优化
24
约束与关节极限
关节极限、摩擦锥、等式约束的配置与调试。
约束关节极限
25
仿真状态管理
保存与恢复仿真状态,状态序列化与反序列化。
状态序列化
26
远程仿真与控制
通过网络接口远程控制仿真,实现分布式仿真架构。
远程分布式
27
性能基准测试
设计标准化性能测试用例,对比不同硬件与配置下的仿真速度。
基准测试性能
28
内存与资源管理
MuJoCo 内存模型,避免内存泄漏,优化资源使用。
内存资源
29
高级调试技巧
使用断言、日志、可视化标记调试复杂仿真问题。
调试断言
30
综合实战
构建完整的机器人仿真调试与可视化流水线,总结最佳实践。
实战流水线