Η προσομοίωση μοντελοποιεί τη συμπεριφορά των ρομπότ σε ένα εικονικό περιβάλλον. Χρησιμοποιεί μηχανές φυσικής για να υπολογίσει πώς τα αντικείμενα κινούνται, συγκρούονται και αντιδρούν στις δυνάμεις. Οι μηχανικοί δοκιμάζουν αλγόριθμους ελέγχου, σχέδια κίνησης και πολιτικές μηχανικής μάθησης στην προσομοίωση πριν τα εκτελέσουν σε πραγματικό υλικό.

Η προσομοίωση εξοικονομεί χρόνο και χρήμα. Ένα ρομπότ που καταρρέει κατά την προσομοίωση δεν κοστίζει τίποτα. Ένα ρομπότ που καταρρέει σε υλικό κοστίζει χρήματα και χρόνο διακοπής λειτουργίας. Η προσομοίωση επιτρέπει επίσης στους μηχανικούς να δοκιμάζουν σενάρια που είναι πολύ επικίνδυνα ή πολύ σπάνια για να αναπαραχθούν στην πραγματικότητα: μια βλάβη αισθητήρα, ένας άνθρωπος που μπαίνει στην πορεία του ρομπότ, μια απώλεια ισχύος. Μπορούν να εκτελέσουν χιλιάδες δοκιμές παράλληλα σε ένα σύμπλεγμα.

Εργαλεία προσομοίωσης

• Gazebo: ανοιχτού κώδικα, ενσωμάτωση ROS.
• MuJoCo: γρήγορη φυσική, ενισχυτική μάθηση.
• Isaac Sim: NVIDIA, με επιτάχυνση GPU, φωτορεαλιστική.
• PyBullet: Python, εύχρηστο, ερευνητικό.
• Webots: εκπαιδευτικά, πολλαπλές πλατφόρμες.

Ο κύριος περιορισμός είναι το χάσμα μεταξύ προσομοίωσης και πραγματικότητας. Η προσομοίωση δεν είναι ποτέ τέλεια. Τα μοντέλα τριβής είναι κατά προσέγγιση. Ο θόρυβος των αισθητήρων είναι απλοποιημένος. Η δυναμική των επαφών είναι δύσκολο να προσομοιωθεί με ακρίβεια. Μια πολιτική που λειτουργεί στην προσομοίωση μπορεί να αποτύχει στο υλικό. Οι μηχανικοί χρησιμοποιούν τυχαιοποίηση τομέων για να κάνουν τις πολιτικές ισχυρές. Τυχαιοποιούν τη μάζα, την τριβή, τον θόρυβο των αισθητήρων και τον φωτισμό κατά τη διάρκεια της εκπαίδευσης. Ο πραγματικός κόσμος γίνεται απλώς μια άλλη παραλλαγή. Ορισμένα συστήματα χρησιμοποιούν την αναγνώριση συστήματος για να ρυθμίσουν την προσομοίωση ώστε να ταιριάζει με το πραγματικό ρομπότ. Άλλα χρησιμοποιούν υπολειμματική μάθηση, όπου το πραγματικό ρομπότ διορθώνει τα σφάλματα της προσομοίωσης. Η προσομοίωση δεν αντικαθιστά τις δοκιμές στον πραγματικό κόσμο. Είναι ένα φίλτρο που εντοπίζει τα περισσότερα προβλήματα πριν φτάσουν στο υλικό. Τα υπόλοιπα προβλήματα είναι αυτά που έχουν σημασία.