frax: JAXによる高速ロボット運動学・動力学ライブラリ
frax: Fast Robot Kinematics and Dynamics in JAX
JAXベースのロボット運動学・動力学ライブラリfraxを提案。CPU/GPU/TPUで高速動作し、自動微分もサポートする。
詳しい要約
1. どんなもの？
2. 先行研究と比べてどこがすごい？
3. 技術・手法の肝は？
4. どうやって有効だと検証した？
5. 議論はある？
6. 次に読むべき論文は？
※ AIが要旨から生成した要約です。正確性は原文をご確認ください。
著者: Daniel Morton, Marco Pavone
分類: cs.RO
原文アブストラクト
In robot control, planning, and learning, there is a need for rigid-body dynamics libraries that are highly performant, easy to use, and compatible with CPUs and accelerators. While existing libraries often excel at either low-latency CPU execution or high-throughput GPU workloads, few provide a unified framework that targets multiple architectures without compromising performance or ease-of-use. To address this, we introduce frax, a JAX-based library for robot kinematics and dynamics, providing a high-performance, pure-Python interface across CPU, GPU, and TPU. Via a fully-vectorized approach to robot dynamics, frax enables efficient real-time control and parallelization, while supporting automatic differentiation for optimization-based methods. On CPU, frax achieves low-microsecond computation times suitable for kilohertz control rates, outperforming common libraries in Python and approaching optimized C++ implementations. On GPU, the same code scales to thousands of instances, reaching upwards of 100 million dynamics evaluations per second. We validate performance on a Franka Panda manipulator and a Unitree G1 humanoid, and release frax as an open-source library.
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