MuJoCo 4 推出：全新檢視器與渲染器、成熟的軟性物體，薄物件不再互相穿過
- 來源: Google DeepMind
- 作者: Open Source Robotics
- 發布日期: 2026-11-06
- 類別: research
Google DeepMind 於 11 月 6 日推出 MuJoCo 4.0。新版以 MuJoCo Studio 和 Filament 渲染器取代舊的 OpenGL 檢視器，讓具備塑性與彈性桿的軟性物體成為穩定的內建功能，並加入推測式接觸，讓薄或快速移動的物體不再彼此穿過。部分軟性物體與肌腱模型需要遷移。
MuJoCo 是 Google DeepMind 為機器人打造的開源物理引擎，於 11 月 6 日推出 4.0.0 版，Google DeepMind 機器人模擬團隊隔天正式發表。從 3.5 版開始，中間的版本號只用來標示不相容的變更，因此團隊把 4.0 保留給一次大躍進：自 2023 年的 MuJoCo 3.0 以來，已推出 39 個版本。同時登場的還有 MuJoCo Playground 1.0，這是團隊以 MuJoCo 為基礎、收錄模擬與實體機器人示範的函式庫。
Studio 與 Filament 取代舊檢視器
過去十年，MuJoCo 只內附一個固定功能管線的 OpenGL 1.5 檢視器。到了 4.0，MuJoCo Studio 正式離開實驗資料夾：它是一套 C++ 與 Python 工具組，提供模擬、Dear ImGui 介面和 3D 渲染的建構元件，另附一個可直接使用的 Studio App 作為新的預設檢視器。Python 外掛程式和模型檔案可以在模擬持續執行時重新載入，因此為單一實驗打造專屬除錯工具，只需要很少的程式碼。使用 --gfx=web 時，Studio 可在遠端或沒有 GPU 的機器上執行，並串流到瀏覽器，同事能觀看同一個工作階段，也能接手操控。
渲染改用 Filament 的物理式渲染：金屬與粗糙材質、影像式光照、柔和陰影，以及來自多部攝影機的彩色、深度與分割影格佇列。live.mujoco.org 不必安裝任何東西，就能在瀏覽器中開啟任何模型。舊的 simulate 檢視器仍會保留，進入維護模式。
軟性物體邁向成熟
可變形物體離開實驗性外掛程式，與剛體、關節和肌腱一起求解：
- 新的隱式 discrete 積分器，讓剛硬的纜線、薄殼和 3D 實體在大 5–10x 的時間步長下仍保持穩定。 - 透過 IPC 接觸，布料可以做到完全不互相穿透。 - 關節、肌腱、殼體和實體現在都能產生永久變形：鐵絲彎了就維持彎曲，黏土留下凹痕，金屬箔留下凹陷，摺過的紙保留摺痕（範例模型）。 - 能彎曲和扭轉的彈性桿，與教科書中懸臂樑撓度的誤差在 0.5% 以內，在 CPU 和 MuJoCo Warp 上都一樣。它們取代了 <composite> 和纜線外掛程式。
對機器人開發者來說，纜線、軟管、布料和袋子現在都能納入操作任務，不必把時間步長縮小到訓練慢如牛步。
推測式接觸：又薄又快的物體不再穿過
發表標題中的「Speculative C…」指的是推測式接觸。啟用 <flag speculative="enable"/> 後，MuJoCo 會在一個時間步內，沿著快速移動形狀的路徑預先往前看，讓物體維持在分開的一側，並產生最多四個接觸點，使薄卡片和薄板不需子步就能平穩落下。在團隊的測試中，時間步長為 16 ms 時，機器手臂每次都能接住一張以超過 2 m/s 落下、厚 0.7 mm 的撲克牌；一般的碰撞偵測在步長超過 8 ms 時就會漏接。人形機器人爬樓梯和抓取薄物件，因為能使用更大的時間步長，速度快了 6 到 9 倍。在 4.0 中，這項功能只涵蓋 CPU 上的凸形狀與網格；高度場、SDF、flex、MJX 和 MuJoCo Warp 將陸續支援。
其他新功能
- Python 套件已拆分：mujoco-core 只需要 NumPy，mujoco-studio 加上 Studio 與 Filament，mujoco 則兩者都安裝。 - 新的致動器和感測器，包括 PID 致動器、依馬達規格書建立的 dcmotor、致動延遲，以及觸覺感測器和接觸感測器。 - MuJoCo Menagerie 現在收錄約 70 個機器人模型，可用 pip install mujoco-menagerie 安裝。 - 系統識別工具箱 mujoco.sysid 可協助將模型擬合到實體機器人，用於模擬到現實（Sim-to-Real）的工作。
升級之前
大多數模型不需修改就能載入。版本說明列出完整清單與遷移步驟；最可能影響你的變更如下：
- 安裝 4.0 之前，先執行 pip uninstall -y mujoco，否則 pip 可能會刪除已移到 mujoco-core 的檔案。 - 不再支援 Python 3.10；支援 3.11 到 3.15。 - <composite>、纜線與殼體的彈性外掛程式，以及 flexvert 等式約束都已移除。請改用搭配 <elasticity> 的 <flexcomp>；桿需要 discrete、Euler 或 RK4 積分器。 - 肌腱繞過側點（side site）的方式改用新規則，可能改變現有模型；版本說明有寫側點該移到哪裡。 - RK4 現在對球關節與自由關節具有四階精度，因此這類模擬的結果會改變。 - 編譯器現在會拒絕一些以前能載入的無效模型，例如透過不同路徑兩次引入同一個檔案。 - mujoco.experimental.studio 現在改名為 mujoco.studio。
本目錄中以 MuJoCo 為基礎的函式庫，例如 mink、mjlab 和 MuJoCo MPC，可能要先推出各自的新版本才能搭配 4.0 使用，請確認它們要求的 MuJoCo 版本。MuJoCo 仍採用 Apache-2.0 授權。
為何重要
MuJoCo 是多數機器人學習工作所使用的物理引擎之一，從行走運動與操作研究，到建立在它之上的 GPU 工具都仰賴它；因此它能模擬什麼，決定了實驗室能在模擬中訓練哪些任務。第 4 版拿掉了兩個存在已久的限制：纜線、布料這類柔軟物體過去仍屬實驗功能，需要極小的時間步長；薄或快速移動的物體，如果不縮小時間步長，就可能彼此穿過。如今兩者都能在更大的時間步長下運作，訓練也就更快。新的檢視器也讓打造專屬除錯工具、分享執行中的模擬變得更容易。不過升級並非毫無代價：舊的軟性物體模型、部分肌腱設定，以及 Python 3.10 使用者都需要調整，而推測式接觸目前只能在 CPU 上執行。
重點
- MuJoCo 4.0.0 於 11 月 6 日推出，是自 2023 年 3.0 以來第一個新的主要版本。
- MuJoCo Studio 與 Filament 渲染器取代舊的 OpenGL 檢視器，Studio 還能把共享的工作階段串流到瀏覽器。
- 軟性物體成為內建功能：在大 5–10x 的時間步長下進行隱式積分、不互相穿透的布料、塑性與彈性桿。
- 推測式接觸不需子步，就能防止薄或快速移動的物體彼此穿過，目前僅限 CPU。
- 升級時要先解除安裝舊的 Python 套件、停用 Python 3.10，並遷移使用 composite 與纜線外掛程式的模型。
開源觀點
MuJoCo 採用 Apache-2.0 授權，4.0 的原始碼、Studio 工具組、範例模型和文件都放在公開儲存庫中。MuJoCo Playground、MuJoCo Warp 和 MuJoCo Menagerie 則是同一團隊另外的公開儲存庫。
相關技術
- MuJoCo Studio
- Filament
- Deformable simulation
- Speculative contacts
- MuJoCo Warp
- MJX
相關專案
連結
- 來源: https://github.com/google-deepmind/mujoco/discussions/3773