ManiSkill

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AI 解读 由 AI 自动生成,仅供参考

ManiSkill 是一个基于 SAPIEN 引擎打造的开源机器人操作技能框架,专注于提供高性能的仿真环境与训练基准。它主要解决了传统机器人模拟中数据收集效率低、场景单一以及从仿真到现实(Sim2Real)迁移困难等痛点,让研究人员能够以极低的成本获取海量高质量的合成数据。

这款工具特别适合机器人学研究人员、AI 开发者以及强化学习工程师使用。其最引人注目的技术亮点在于全面的 GPU 并行化能力:不仅支持视觉数据的并行采集,在高端显卡上每秒可生成超过 30,000 帧的 RGBD 及分割数据,还能实现异构场景的并行仿真,即每个并行环境都能拥有完全不同的场景和物体组合。此外,ManiSkill 提供了简洁的任务构建接口,屏蔽了复杂的底层内存管理,并内置了多种前沿的强化学习、模仿学习及视觉语言动作模型基线,帮助用户快速验证算法。目前该框架正处于 v3 测试阶段,是探索具身智能与机器人操作技能的强大助手。

使用场景

某机器人实验室团队正致力于训练一个能处理复杂家庭场景的通用机械臂策略,需要海量多样化的交互数据来强化模型的泛化能力。

没有 ManiSkill 时

  • 数据采集效率极低:依赖单线程 CPU 仿真或真实机器人采集,生成带深度图和语义分割的 RGBD 数据速度缓慢,难以满足大规模训练需求。
  • 场景多样性受限:并行环境通常只能复制相同的场景配置,导致模型过拟合于特定物体摆放,无法适应现实世界中千变万化的家居布局。
  • 开发门槛高且易错:开发者需手动编写复杂的底层 GPU 内存管理代码来构建新任务,调试困难且极易引发显存溢出错误。
  • 虚实迁移验证周期长:缺乏高效的 Real2sim 评估流程,在将仿真策略部署到真机前,难以快速验证其在真实物理环境中的表现。

使用 ManiSkill 后

  • 数据采集速度飞跃:利用 GPU 并行渲染技术,单张 RTX 4090 即可实现每秒 30,000+ 帧的高质量 RGBD 数据收集,将数周的数据准备时间缩短至几小时。
  • 异构环境全面覆盖:支持完全异构的并行仿真,每个并行环境均可加载不同的场景数据集(如 AI2THOR 或 ReplicaCAD)和物体组合,显著提升策略鲁棒性。
  • 任务构建简洁高效:通过面向对象的灵活 API 自动抽象底层 GPU 细节,研究人员可专注于逻辑设计,快速搭建从桌面操作到灵巧手抓取等各类新任务。
  • 闭环验证加速落地:内置 Real2sim 与 Sim2real 完整链路,支持在 GPU 仿真中以 100 倍速评估真实世界策略,大幅降低真机试错成本并加快部署进程。

ManiSkill 通过极致的 GPU 并行化能力,将机器人技能学习从“手工小作坊”模式升级为“工业化流水线”模式,让通用机器人策略的快速迭代成为可能。

运行环境要求

操作系统
  • Linux
GPU
  • GPU 模拟和渲染必需 NVIDIA GPU(支持 Vulkan),Windows/macOS 仅支持 CPU 模拟
  • 具体显存大小未说明,但高性能数据收集示例提及 RTX 4090
内存

未说明

依赖
notes该项目目前处于 Beta 版本。必须配置 Vulkan 用于渲染。Linux 系统支持最完善(支持 CPU/GPU 模拟及渲染);Windows 和 macOS 仅支持 CPU 模拟和渲染,不支持 GPU 并行模拟;WSL 不支持渲染和 GPU 模拟。核心底层依赖为 SAPIEN。
python未说明
mani_skill
torch
sapien
ManiSkill hero image

快速开始

ManiSkill 3 (测试版)

预告图

使用光线追踪渲染的环境/机器人示例。场景数据集来源于AI2THOR和ReplicaCAD

下载量 在Colab中打开 PyPI版本 文档状态 Discord

ManiSkill是一个功能强大的统一机器人仿真与训练框架,基于SAPIEN构建,专注于操作技能。整个技术栈尽可能开源,目前ManiSkill v3处于测试版发布阶段。其主要特性包括:

  • GPU并行化的视觉数据采集系统。在高端配置下,使用4090显卡可实现超过30,000 FPS的RGBD + 分割数据采集!
  • GPU并行化仿真,支持高吞吐量的状态驱动合成数据采集。
  • GPU并行化的异构仿真,每个并行环境都拥有完全不同的场景/物体集合。
  • 示例任务覆盖多种机器人形态(人形机器人、移动操作臂、单臂机器人)以及多种任务类型(桌面操作、绘画/清洁、灵巧操作)。
  • 灵活且简洁的任务构建API,通过面向对象的设计抽象掉了复杂的GPU内存管理代码。
  • Real2sim环境,可通过GPU仿真以100倍速度高效评估真实世界策略。
  • Sim2real支持,可将仿真中训练好的策略部署到真实世界。
  • 许多经过调优的机器人学习基准模型,涵盖强化学习(如PPO、SAC、TD-MPC2)、模仿学习(如行为克隆、Diffusion Policy)以及大型视觉语言行动(VLA)模型(如OctoRDT-1BRT-x)。

欲了解更多详情,请参阅我们在RSS 2025上发表的论文

请查阅我们的文档,其中包含从任务构建到Sim2Real再到运行基准模型的教程。

注意: 本项目目前处于测试版阶段,因此并非所有功能均已完善,可能存在一些Bug。如果您发现任何问题或有功能需求,请提交至我们的GitHub Issues或在GitHub Discussions中讨论。我们还有一个Discord服务器,用于发布公告及讨论ManiSkill相关事宜。

希望使用原始ManiSkill2的用户,可在v0.5.3标签中找到该版本的代码。

安装

ManiSkill的安装非常简单,只需执行几条pip命令并设置Vulkan进行渲染即可。

# 安装软件包
pip install --upgrade mani_skill
# 安装与您的系统兼容的torch版本
pip install torch

最后,您还需要按照此处的说明设置Vulkan。

有关安装的更多详细信息(例如从源码安装或故障排除),请参阅文档

入门指南

要开始使用,请查看快速入门文档:https://maniskill.readthedocs.io/en/latest/user_guide/getting_started/quickstart.html

我们还提供了一个快速入门的Colab笔记本,让您无需自己的硬件即可体验GPU并行化仿真。所有内容均可在Colab免费层级上运行。

完整的示例脚本列表,请参阅文档

系统支持

我们目前最支持Linux系统。Windows和MacOS的支持相对有限。我们正在努力增加对其他系统的支持,但这可能需要一些时间。大多数限制源于SAPIEN包所能支持的功能。

系统 / 显卡 CPU仿真 GPU仿真 渲染
Linux / NVIDIA显卡
Windows / NVIDIA显卡
Windows / AMD显卡
WSL / 任何显卡
MacOS / 任何显卡

引用

如果您在工作中使用了ManiSkill3(mani_skill>=3.0.0版本),请引用我们的ManiSkill3论文,格式如下:

@article{taomaniskill3,
  title={ManiSkill3: GPU并行化机器人仿真与渲染,用于可泛化的具身AI},
  author={Stone Tao和Fanbo Xiang、Arth Shukla、Yuzhe Qin、Xander Hinrichsen、Xiaodi Yuan、Chen Bao、Xinsong Lin、Yulin Liu、Tse-kai Chan、Yuan Gao、Xuanlin Li、Tongzhou Mu、Nan Xiao、Arnav Gurha、Viswesh Nagaswamy Rajesh、Yong Woo Choi、Yen-Ru Chen、Zhiao Huang、Roberto Calandra、Rui Chen、Shan Luo、Hao Su},
  journal = {Robotics: Science and Systems},
  year={2025},
} 

如果您在工作中使用了ManiSkill2(mani_skill==0.5.3或更低版本),请引用ManiSkill2论文,格式如下:

@inproceedings{gu2023maniskill2,
  title={ManiSkill2:一个用于可泛化操作技能的统一基准},
  author={Gu, Jiayuan、Xiang, Fanbo、Li, Xuanlin、Ling, Zhan、Liu, Xiqiang、Mu, Tongzhou、Tang, Yihe、Tao, Stone、Wei, Xinyue、Yao, Yunchao、Yuan, Xiaodi、Xie, Pengwei、Huang, Zhiao、Chen, Rui、Su, Hao},
  booktitle={国际表示学习会议},
  year={2023}
}

请注意,ManiSkill中的部分资产、算法等来自其他来源或研究。我们在介绍ManiSkill提供的各个组件时,会尽力包含正确的引用BibTeX。

许可证

ManiSkill 中的所有刚体环境均采用完全宽松的许可证(例如 Apache-2.0)进行授权。

这些资产采用 CC BY-NC 4.0 许可证授权。

版本历史

v3.0.0b222025/12/05
v3.0.0b212025/05/20
v3.0.0b202025/03/17
v3.0.0b192025/02/25
v3.0.0b182025/02/06
v3.0.0b172025/02/06
v3.0.0b162025/02/04
v3.0.0b152024/11/28
v3.0.0b142024/11/28
v3.0.0b132024/11/27
v3.0.0b122024/10/29
v3.0.0b102024/10/01
v3.0.0b92024/08/22
v3.0.0b82024/08/22
v3.0.0b72024/08/12
v3.0.0b62024/08/12
v3.0.0b52024/06/23
v3.0.0b42024/05/23
v3.0.0b32024/05/06
v3.0.0.b22024/05/02

常见问题

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