Isaac Gym Thesis

Introduction

-RL이 성능이 좋다
Reinforcement Learning이 요즘 머신러닝 분야에서 유행이다.
DeepRL 역시 여러 task에 있어서 초인적인 성능을 달성하였다
-Simulator의 장점
위험 부담 없는 환경에서 시행착오를 통해 안전성과 학습 속도를 향상시켜 실제 세계의 손상을 방지
-RL이 직면한 문제
CPU GPU 조합의 필요성 CPUs: Environmental Physics 시뮬레이션, Reward 계산, Environment 구동
GPUs: Neural network models training과 inference에 있어서의 가속화 그리고 Rendering
CPU와 GPU 사이의 전환 비효율성은 각각 순차 작업과 병렬성에 최적화되어 있으며, 상당한 계산 요구와 시뮬레이션 속도를 제한하여 로봇 심층 강화 학습의 확장성에 있어서 challenging 하다
로봇 분야에서의 심층 강화 학습의 확장성은 2가지 병목 현상
1)엄청난 계산 요구 사항 및 2)제한된 simulation speed
자유도가 높은 로봇에 대해 장기적인 행동을 학습할 때 특히 Challenging
-해결방안
해결방안1: 하드웨어 가속기(GPU)에서 시뮬레이션을 실행
=> 훈련 시간 및 필요한 계산 자원을 대폭 줄일 수 있음
문제:
(1)일부 병목 현상은 여전히 해결되지 않았음
여전히 CPU GPU 전환 비효율성 문제 지속됨
Simulation은 GPU에서 이루어졌지만 물리 상태는 CPU로 다시 복사
Observations and Rewards Calculation은 최적화된 C++ 코드를 사용하여 계산되었고 나중에 GPU로 다시 복사되어 Policy와 Value network가 실행됨
(2)대표적인 로봇 환경이 아닌 단순화된 물리 기반 시나리오만 훈련되었으며, 실제로 시뮬레이션에서 실제로(sim2real) 전환하는 시도는 이루어지지 않았음
-제한된 시뮬레이션 환경에서는 좋은 performance를 보이지만 이러한 시나리오들이 현실 세계 환경의 전체 복잡성과 예측 불가능성을 포착하지 못하기 때문에, 같은 성공이 더 복잡하고 현실적인 상황으로 이전될 것이라고 확신하기 어렵다

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