這項(xiàng)由南洋理工大學(xué)的曹子昂、陳兆羲、上海AI實(shí)驗(yàn)室的潘良以及南洋理工大學(xué)的劉子維領(lǐng)導(dǎo)的研究團(tuán)隊(duì)在2025年7月發(fā)表的論文《PhysX: Physical-Grounded 3D Asset Generation》，為3D建模領(lǐng)域帶來(lái)了一場(chǎng)真正的革命。這項(xiàng)研究首次實(shí)現(xiàn)了讓計(jì)算機(jī)生成的3D物體不僅外觀逼真，更擁有真實(shí)世界物理屬性的突破性技術(shù)。有興趣深入了解的讀者可以通過arXiv:2507.12465v1訪問完整論文。

當(dāng)我們?cè)陔娪爸锌吹借蜩蛉缟?D特效，或在游戲中與虛擬物體互動(dòng)時(shí)，你是否想過這些數(shù)字物體其實(shí)只是"空殼"？它們雖然看起來(lái)很真實(shí)，但卻缺乏真實(shí)世界物體應(yīng)有的物理屬性。就像精美的塑料食物模型，看起來(lái)很逼真，但你無(wú)法真正品嘗它們的味道。

這個(gè)問題在當(dāng)今的人工智能和機(jī)器人技術(shù)快速發(fā)展的時(shí)代變得尤為重要。當(dāng)我們的智能助手需要在虛擬環(huán)境中學(xué)習(xí)如何操作真實(shí)物體時(shí)，如果虛擬物體缺乏真實(shí)的物理屬性，就像讓廚師在完全沒有重量感的虛擬廚房里學(xué)習(xí)烹飪一樣，必然會(huì)在現(xiàn)實(shí)應(yīng)用中出現(xiàn)問題。

現(xiàn)有的3D生成技術(shù)就像是一個(gè)只會(huì)畫畫的藝術(shù)家，能夠創(chuàng)造出外觀精美的作品，但完全不知道這些物體在真實(shí)世界中的重量、硬度或者運(yùn)動(dòng)規(guī)律。這種局限性嚴(yán)重阻礙了3D技術(shù)在機(jī)器人學(xué)習(xí)、物理仿真和虛擬現(xiàn)實(shí)等領(lǐng)域的實(shí)際應(yīng)用。

研究團(tuán)隊(duì)意識(shí)到這個(gè)問題的嚴(yán)重性，決定開發(fā)一套全新的系統(tǒng)來(lái)解決這個(gè)挑戰(zhàn)。他們的解決方案包括兩個(gè)核心部分：首先建立一個(gè)包含豐富物理屬性的3D物體數(shù)據(jù)庫(kù)，然后開發(fā)一個(gè)能夠理解和生成這些物理屬性的智能系統(tǒng)。

這項(xiàng)研究的創(chuàng)新之處在于它首次系統(tǒng)性地將五個(gè)關(guān)鍵的物理屬性整合到3D生成過程中：絕對(duì)尺寸、材料特性、功能負(fù)擔(dān)能力、運(yùn)動(dòng)學(xué)特征和功能描述。這就像是為每個(gè)3D物體配備了一本詳細(xì)的"身份證"，記錄了它的所有物理特征。

研究團(tuán)隊(duì)開發(fā)的PhysXNet數(shù)據(jù)庫(kù)包含了超過2.6萬(wàn)個(gè)經(jīng)過精心標(biāo)注的3D物體，更令人驚嘆的是，他們還通過程序化方法擴(kuò)展出了包含600萬(wàn)個(gè)物體的超大規(guī)模數(shù)據(jù)庫(kù)PhysXNet-XL。這個(gè)數(shù)據(jù)庫(kù)就像是一個(gè)巨大的物理世界圖書館，每個(gè)物體都有完整的物理檔案。

在技術(shù)實(shí)現(xiàn)上，研究團(tuán)隊(duì)設(shè)計(jì)了一個(gè)名為PhysXGen的生成框架，它能夠根據(jù)單張圖片生成具有完整物理屬性的3D物體。這個(gè)過程就像是一個(gè)經(jīng)驗(yàn)豐富的工匠，僅僅看一眼物體的照片，就能準(zhǔn)確判斷出它的重量、材質(zhì)、用途和運(yùn)動(dòng)方式。

一、建立物理世界的數(shù)字檔案館

要讓計(jì)算機(jī)理解物體的物理屬性，首先需要建立一個(gè)包含豐富物理信息的數(shù)據(jù)庫(kù)。這個(gè)過程就像是為整個(gè)物理世界建立一個(gè)詳細(xì)的檔案館，每個(gè)物體都有自己的完整檔案。

研究團(tuán)隊(duì)將物體的物理屬性分為三個(gè)層次：識(shí)別、功能和操作。識(shí)別階段確定物體的基本性質(zhì)，比如一張椅子的尺寸是120×70×70厘米，材質(zhì)是泡沫和織物，密度為0.3克每立方厘米。功能階段理解物體的潛在用途，比如椅子的扶手是用來(lái)支撐用戶左臂的。操作階段則描述具體的使用方法，比如椅子的靠背可以在特定角度范圍內(nèi)旋轉(zhuǎn)。

為了高效地為大量3D物體添加物理屬性標(biāo)注，研究團(tuán)隊(duì)開發(fā)了一個(gè)巧妙的人機(jī)協(xié)作標(biāo)注流程。這個(gè)過程就像是一個(gè)由人工智能助手和專業(yè)人員組成的標(biāo)注團(tuán)隊(duì)，AI負(fù)責(zé)初步分析，人類專家負(fù)責(zé)檢查和完善。

在標(biāo)注過程中，系統(tǒng)首先會(huì)將3D物體的每個(gè)部分單獨(dú)渲染出來(lái)，避免視覺干擾，然后使用先進(jìn)的視覺語(yǔ)言模型GPT-4o進(jìn)行自動(dòng)標(biāo)注。這就像是給一個(gè)經(jīng)驗(yàn)豐富的工程師展示物體的各個(gè)部分，讓他判斷每個(gè)部分的材質(zhì)、用途和運(yùn)動(dòng)特性。

對(duì)于復(fù)雜的運(yùn)動(dòng)學(xué)參數(shù)，比如門的開合角度或抽屜的滑動(dòng)范圍，系統(tǒng)會(huì)進(jìn)行更精細(xì)的分析。它會(huì)計(jì)算物體各部分之間的接觸區(qū)域，分析運(yùn)動(dòng)平面，并確定具體的運(yùn)動(dòng)參數(shù)。這個(gè)過程就像是一個(gè)精密的機(jī)械工程師在分析一個(gè)復(fù)雜機(jī)械裝置的運(yùn)動(dòng)原理。

數(shù)據(jù)庫(kù)中的物體涵蓋了從小型室內(nèi)用品到大型戶外設(shè)施的廣泛范圍。比如一個(gè)手提包，系統(tǒng)會(huì)記錄它的物理尺寸為30×10×25厘米，手柄材質(zhì)為皮革，包體材質(zhì)為織物，并標(biāo)注出手柄相對(duì)于包體的旋轉(zhuǎn)角度范圍。這種詳細(xì)的標(biāo)注使得虛擬物體能夠表現(xiàn)出與真實(shí)物體完全一致的物理行為。

為了進(jìn)一步擴(kuò)展數(shù)據(jù)庫(kù)的規(guī)模，研究團(tuán)隊(duì)還開發(fā)了程序化生成方法。這種方法就像是一個(gè)智能的裝配工廠，能夠?qū)F(xiàn)有的物體部件重新組合，創(chuàng)造出新的物體變體。比如，系統(tǒng)可以將不同風(fēng)格的桌腿與桌面組合，或者將不同款式的抽屜安裝到各種柜子上，每種組合都會(huì)自動(dòng)計(jì)算出相應(yīng)的物理屬性。

二、雙重理解：外觀與物理的完美融合

PhysXGen系統(tǒng)的核心創(chuàng)新在于它能夠同時(shí)理解物體的外觀特征和物理屬性，并發(fā)現(xiàn)兩者之間的內(nèi)在聯(lián)系。這就像是一個(gè)既懂藝術(shù)又懂物理的專家，能夠從物體的外觀推斷出它的物理特性。

系統(tǒng)采用了雙分支架構(gòu)，就像是兩個(gè)互相協(xié)作的專家團(tuán)隊(duì)。一個(gè)團(tuán)隊(duì)專門負(fù)責(zé)分析物體的幾何形狀和外觀紋理，另一個(gè)團(tuán)隊(duì)則專注于理解物體的物理屬性。這兩個(gè)團(tuán)隊(duì)通過密切的信息交流，確保生成的物體既外觀逼真又物理屬性準(zhǔn)確。

在處理物理屬性時(shí)，系統(tǒng)將復(fù)雜的物理信息編碼成計(jì)算機(jī)能夠理解的數(shù)字表示。比如，對(duì)于一個(gè)可旋轉(zhuǎn)的門把手，系統(tǒng)會(huì)記錄其旋轉(zhuǎn)軸的方向、旋轉(zhuǎn)中心的位置、旋轉(zhuǎn)角度范圍以及與其他部件的連接關(guān)系。這些信息就像是物體的"物理DNA"，完整描述了它的所有物理特征。

系統(tǒng)的訓(xùn)練過程就像是讓一個(gè)學(xué)生同時(shí)學(xué)習(xí)藝術(shù)和物理。學(xué)生需要學(xué)會(huì)從一張照片中不僅看出物體的外觀，還要推斷出它的重量、材質(zhì)、用途和運(yùn)動(dòng)方式。這種學(xué)習(xí)過程需要大量的樣本和反復(fù)的練習(xí)，最終形成一種直覺性的理解能力。

為了確保生成的物體既美觀又符合物理規(guī)律，系統(tǒng)采用了聯(lián)合優(yōu)化策略。這意味著在生成過程中，外觀質(zhì)量和物理屬性準(zhǔn)確性會(huì)同時(shí)得到考慮和優(yōu)化。就像是一個(gè)既要求產(chǎn)品美觀又要求功能完善的工業(yè)設(shè)計(jì)師，系統(tǒng)會(huì)在這兩個(gè)目標(biāo)之間找到最佳平衡點(diǎn)。

系統(tǒng)還具有從現(xiàn)有3D生成技術(shù)中學(xué)習(xí)的能力。它可以利用已經(jīng)訓(xùn)練好的3D幾何生成模型作為基礎(chǔ)，然后在此基礎(chǔ)上添加物理屬性生成能力。這種方法就像是在一個(gè)已經(jīng)建好的房子基礎(chǔ)上添加智能家居系統(tǒng)，既利用了現(xiàn)有的優(yōu)勢(shì)，又增加了新的功能。

三、精確預(yù)測(cè)：從圖像到完整物理模型

PhysXGen系統(tǒng)最令人印象深刻的能力是它可以僅從一張普通照片生成具有完整物理屬性的3D模型。這個(gè)過程就像是一個(gè)經(jīng)驗(yàn)豐富的工程師，僅僅看一眼照片就能準(zhǔn)確判斷出物體的所有物理特性。

當(dāng)系統(tǒng)接收到一張圖片時(shí)，它首先會(huì)分析圖片中物體的視覺特征，比如形狀、顏色、紋理和整體結(jié)構(gòu)。然后，系統(tǒng)會(huì)利用它從大量訓(xùn)練數(shù)據(jù)中學(xué)到的知識(shí)，推斷出物體可能的物理屬性。這個(gè)過程就像是一個(gè)偵探通過觀察現(xiàn)場(chǎng)痕跡來(lái)推斷事件的整個(gè)過程。

系統(tǒng)對(duì)不同類型的物理屬性有著不同的處理策略。對(duì)于絕對(duì)尺寸，系統(tǒng)會(huì)分析物體的比例關(guān)系和參考對(duì)象來(lái)估算真實(shí)尺寸。比如，通過識(shí)別圖片中的椅子和人的比例關(guān)系，系統(tǒng)可以推斷出椅子的實(shí)際尺寸約為120×70×70厘米。

在材質(zhì)識(shí)別方面，系統(tǒng)會(huì)根據(jù)物體的表面紋理、光澤度和整體外觀來(lái)判斷材質(zhì)類型。比如，系統(tǒng)可以區(qū)分木材、金屬、塑料、織物等不同材質(zhì)，并為每種材質(zhì)分配相應(yīng)的物理參數(shù)，如密度、彈性模量和泊松比。

對(duì)于功能性分析，系統(tǒng)會(huì)根據(jù)物體的形狀和結(jié)構(gòu)來(lái)推斷其用途和交互方式。比如，看到一個(gè)有把手的抽屜，系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)識(shí)別出把手是用來(lái)拉開抽屜的，并標(biāo)注出相應(yīng)的交互優(yōu)先級(jí)。這種理解能力使得生成的3D模型不僅外觀正確，還能支持合理的交互行為。

運(yùn)動(dòng)學(xué)分析是系統(tǒng)最復(fù)雜的功能之一。系統(tǒng)需要理解物體各部分之間的連接關(guān)系和運(yùn)動(dòng)約束。比如，對(duì)于一個(gè)筆記本電腦，系統(tǒng)會(huì)識(shí)別出屏幕和鍵盤之間的鉸鏈連接，并確定屏幕的旋轉(zhuǎn)軸位置、旋轉(zhuǎn)角度范圍以及旋轉(zhuǎn)方向。這種分析能力使得生成的3D模型能夠表現(xiàn)出真實(shí)的運(yùn)動(dòng)行為。

系統(tǒng)生成的結(jié)果包含了物體的完整物理描述。比如，對(duì)于一個(gè)水龍頭，系統(tǒng)會(huì)生成包括把手材質(zhì)（金屬，密度8.2克每立方厘米）、旋轉(zhuǎn)范圍（-92.3度到87度）、旋轉(zhuǎn)軸方向以及功能描述（用于控制水流開關(guān)和溫度調(diào)節(jié)）的完整信息。

四、性能驗(yàn)證：超越傳統(tǒng)方法的顯著提升

研究團(tuán)隊(duì)通過大量實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了PhysXGen系統(tǒng)的性能表現(xiàn)。他們將系統(tǒng)與現(xiàn)有的最先進(jìn)方法進(jìn)行了全面比較，結(jié)果顯示PhysXGen在各項(xiàng)指標(biāo)上都取得了顯著提升。

在幾何質(zhì)量評(píng)估方面，系統(tǒng)生成的3D模型在峰值信噪比（PSNR）上達(dá)到了24.53，相比基準(zhǔn)方法有了明顯改善。更重要的是，系統(tǒng)在保持幾何質(zhì)量的同時(shí)，還能準(zhǔn)確預(yù)測(cè)物理屬性，這是傳統(tǒng)方法無(wú)法實(shí)現(xiàn)的。

在物理屬性預(yù)測(cè)準(zhǔn)確性方面，PhysXGen表現(xiàn)出了卓越的性能。在絕對(duì)尺寸預(yù)測(cè)上，系統(tǒng)的誤差比基準(zhǔn)方法降低了近一半。在材質(zhì)識(shí)別方面，系統(tǒng)的準(zhǔn)確率提升了約46%。在功能性分析上，系統(tǒng)的性能提升了約15%。這些改進(jìn)意味著生成的3D模型與真實(shí)物體的物理特性更加接近。

特別值得注意的是，系統(tǒng)在運(yùn)動(dòng)學(xué)參數(shù)預(yù)測(cè)方面的表現(xiàn)尤為出色。對(duì)于復(fù)雜的關(guān)節(jié)運(yùn)動(dòng)，如門的開合或抽屜的滑動(dòng)，系統(tǒng)能夠準(zhǔn)確預(yù)測(cè)運(yùn)動(dòng)軸的位置、運(yùn)動(dòng)方向和運(yùn)動(dòng)范圍。這種能力對(duì)于機(jī)器人學(xué)習(xí)和物理仿真應(yīng)用極為重要。

研究團(tuán)隊(duì)還進(jìn)行了詳細(xì)的消融研究，驗(yàn)證了系統(tǒng)各個(gè)組件的重要性。結(jié)果表明，幾何信息和物理信息的聯(lián)合處理確實(shí)能夠顯著提升系統(tǒng)性能。當(dāng)系統(tǒng)同時(shí)考慮外觀特征和物理屬性時(shí)，兩者的準(zhǔn)確性都會(huì)得到提升，這證明了雙分支架構(gòu)設(shè)計(jì)的有效性。

在實(shí)際應(yīng)用場(chǎng)景的測(cè)試中，系統(tǒng)展現(xiàn)出了良好的泛化能力。即使面對(duì)訓(xùn)練數(shù)據(jù)中沒有見過的物體類型，系統(tǒng)仍能做出合理的物理屬性預(yù)測(cè)。這種泛化能力對(duì)于實(shí)際應(yīng)用至關(guān)重要，因?yàn)楝F(xiàn)實(shí)世界中的物體種類幾乎是無(wú)限的。

系統(tǒng)的處理速度也達(dá)到了實(shí)用化的要求。相比需要長(zhǎng)時(shí)間優(yōu)化的傳統(tǒng)方法，PhysXGen采用前饋網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)，能夠在幾秒鐘內(nèi)生成完整的物理3D模型。這種效率提升使得系統(tǒng)可以應(yīng)用于實(shí)時(shí)交互場(chǎng)景。

五、實(shí)際應(yīng)用：開啟智能交互新時(shí)代

PhysXGen系統(tǒng)的成功開發(fā)為多個(gè)重要應(yīng)用領(lǐng)域帶來(lái)了革命性的改變。在機(jī)器人學(xué)習(xí)領(lǐng)域，這項(xiàng)技術(shù)使得機(jī)器人能夠在虛擬環(huán)境中學(xué)習(xí)操作真實(shí)物體的技能。

在傳統(tǒng)的機(jī)器人訓(xùn)練中，由于虛擬環(huán)境中的物體缺乏真實(shí)的物理屬性，機(jī)器人在虛擬環(huán)境中學(xué)到的技能往往無(wú)法直接應(yīng)用到現(xiàn)實(shí)世界中。就像是在無(wú)重力環(huán)境中學(xué)習(xí)舉重，當(dāng)回到正常環(huán)境時(shí)就會(huì)出現(xiàn)問題。而PhysXGen生成的物理3D模型能夠準(zhǔn)確模擬真實(shí)物體的重量、摩擦力、彈性等屬性，使得機(jī)器人的虛擬訓(xùn)練更加接近真實(shí)情況。

在游戲和虛擬現(xiàn)實(shí)應(yīng)用中，這項(xiàng)技術(shù)能夠創(chuàng)造出更加逼真的交互體驗(yàn)。玩家不僅能夠看到精美的3D畫面，還能感受到物體真實(shí)的物理反饋。比如，在虛擬廚房中，不同材質(zhì)的鍋具會(huì)有不同的重量感，不同硬度的食材會(huì)有不同的切割手感。

在工業(yè)設(shè)計(jì)和產(chǎn)品開發(fā)領(lǐng)域，PhysXGen系統(tǒng)能夠幫助設(shè)計(jì)師快速創(chuàng)建具有真實(shí)物理屬性的產(chǎn)品原型。設(shè)計(jì)師只需要提供產(chǎn)品的概念圖片，系統(tǒng)就能生成包含完整物理屬性的3D模型，供后續(xù)的物理仿真和性能分析使用。這大大縮短了產(chǎn)品開發(fā)周期，降低了開發(fā)成本。

在教育領(lǐng)域，這項(xiàng)技術(shù)能夠創(chuàng)建更加生動(dòng)有效的學(xué)習(xí)環(huán)境。學(xué)生可以在虛擬實(shí)驗(yàn)室中操作各種實(shí)驗(yàn)設(shè)備，體驗(yàn)真實(shí)的物理現(xiàn)象。比如，在虛擬物理實(shí)驗(yàn)中，學(xué)生可以感受到不同材質(zhì)球體的重量差異，觀察它們?cè)诓煌砻嫔系臐L動(dòng)行為。

在電影和動(dòng)畫制作中，PhysXGen系統(tǒng)能夠自動(dòng)為3D資產(chǎn)添加物理屬性，使得物理仿真更加準(zhǔn)確。這不僅提高了特效的真實(shí)感，還減少了手動(dòng)調(diào)整物理參數(shù)的繁瑣工作。

研究團(tuán)隊(duì)還展示了系統(tǒng)在家具設(shè)計(jì)中的應(yīng)用。通過輸入家具的照片，系統(tǒng)能夠生成包含材質(zhì)、尺寸、功能分析和運(yùn)動(dòng)約束的完整3D模型。這對(duì)于家具定制、室內(nèi)設(shè)計(jì)和電商展示都具有重要意義。

六、技術(shù)挑戰(zhàn)與未來(lái)展望

盡管PhysXGen系統(tǒng)取得了顯著成果，但研究團(tuán)隊(duì)也坦誠(chéng)地指出了當(dāng)前技術(shù)面臨的挑戰(zhàn)和限制。

在絕對(duì)尺寸預(yù)測(cè)方面，系統(tǒng)目前還難以處理尺寸分布跨度極大的情況。由于訓(xùn)練數(shù)據(jù)中的物體尺寸呈現(xiàn)長(zhǎng)尾分布，從幾厘米的小物件到幾米的大型設(shè)備，系統(tǒng)在預(yù)測(cè)極大或極小物體的尺寸時(shí)仍存在一定誤差。這就像是訓(xùn)練一個(gè)只見過普通人的AI去估算巨人或侏儒的身高，必然會(huì)出現(xiàn)偏差。

在材質(zhì)和功能性預(yù)測(cè)方面，系統(tǒng)有時(shí)會(huì)出現(xiàn)空間一致性問題。也就是說，相鄰區(qū)域的物理屬性預(yù)測(cè)可能不夠連貫，就像是一個(gè)物體的不同部分被判斷為不同材質(zhì)。這種問題在復(fù)雜物體的細(xì)節(jié)處理上尤為明顯。

在運(yùn)動(dòng)學(xué)分析方面，系統(tǒng)面臨的主要挑戰(zhàn)是準(zhǔn)確確定物體部件之間的層次關(guān)系。在復(fù)雜的機(jī)械結(jié)構(gòu)中，準(zhǔn)確識(shí)別哪個(gè)部件是父部件、哪個(gè)是子部件，以及它們之間的精確運(yùn)動(dòng)關(guān)系，仍然是一個(gè)具有挑戰(zhàn)性的問題。

對(duì)于功能描述生成，由于采用了CLIP模型進(jìn)行文本嵌入，系統(tǒng)的文本生成能力受到一定限制。雖然系統(tǒng)能夠理解和匹配文本描述，但在生成詳細(xì)、準(zhǔn)確的功能描述方面還有改進(jìn)空間。

研究團(tuán)隊(duì)對(duì)未來(lái)的發(fā)展方向充滿信心。他們計(jì)劃在幾個(gè)關(guān)鍵領(lǐng)域進(jìn)行深入研究：首先是擴(kuò)展數(shù)據(jù)庫(kù)規(guī)模，包含更多類型的物體和更豐富的物理屬性。其次是改進(jìn)算法，提高對(duì)復(fù)雜物理現(xiàn)象的建模精度。第三是拓展應(yīng)用場(chǎng)景，將技術(shù)應(yīng)用到更多實(shí)際問題中。

在技術(shù)改進(jìn)方面，研究團(tuán)隊(duì)計(jì)劃引入更先進(jìn)的歸一化策略來(lái)處理長(zhǎng)尾分布問題，開發(fā)更精細(xì)的空間一致性約束來(lái)改善材質(zhì)預(yù)測(cè)，并設(shè)計(jì)更強(qiáng)大的層次關(guān)系識(shí)別算法來(lái)提升運(yùn)動(dòng)學(xué)分析精度。

研究團(tuán)隊(duì)還計(jì)劃將更多的物理屬性納入系統(tǒng)中，比如熱學(xué)屬性、電學(xué)屬性和光學(xué)屬性等。這將使得生成的3D模型能夠支持更豐富的物理仿真和交互體驗(yàn)。

在數(shù)據(jù)方面，研究團(tuán)隊(duì)計(jì)劃收集更多來(lái)自真實(shí)世界的3D數(shù)據(jù)，包括通過3D掃描獲得的高精度物體模型。這些真實(shí)數(shù)據(jù)將幫助系統(tǒng)更好地理解物體的物理特性，提高預(yù)測(cè)準(zhǔn)確性。

研究團(tuán)隊(duì)還計(jì)劃開發(fā)更強(qiáng)大的程序化生成方法，能夠創(chuàng)造出更多樣化的物體變體。這種方法不僅能夠擴(kuò)展數(shù)據(jù)庫(kù)規(guī)模，還能為特定應(yīng)用場(chǎng)景生成定制化的3D資產(chǎn)。

說到底，PhysXGen系統(tǒng)的成功開發(fā)標(biāo)志著3D生成技術(shù)從單純的外觀模擬向完整物理建模的重要轉(zhuǎn)變。這項(xiàng)技術(shù)不僅解決了長(zhǎng)期存在的技術(shù)難題，更為人工智能、機(jī)器人學(xué)和虛擬現(xiàn)實(shí)等領(lǐng)域的發(fā)展開辟了新的可能性。

歸根結(jié)底，這項(xiàng)研究的價(jià)值不僅在于技術(shù)本身的突破，更在于它為我們描繪了一個(gè)虛擬世界與現(xiàn)實(shí)世界無(wú)縫融合的未來(lái)。在這個(gè)未來(lái)中，數(shù)字世界中的每個(gè)物體都將擁有與真實(shí)世界完全一致的物理屬性，使得我們的虛擬體驗(yàn)更加真實(shí)，我們的智能系統(tǒng)更加強(qiáng)大，我們的創(chuàng)造過程更加高效。

這項(xiàng)研究成果的開源發(fā)布也體現(xiàn)了研究團(tuán)隊(duì)的遠(yuǎn)見卓識(shí)。通過將代碼、數(shù)據(jù)和模型全部開放，他們?yōu)檎麄€(gè)研究社區(qū)的發(fā)展做出了重要貢獻(xiàn)。這種開放精神必將推動(dòng)更多研究者加入到這個(gè)令人興奮的領(lǐng)域中，共同推動(dòng)技術(shù)的進(jìn)步和應(yīng)用的拓展。

對(duì)于普通人來(lái)說，雖然這項(xiàng)技術(shù)目前還主要應(yīng)用于專業(yè)領(lǐng)域，但它的影響將逐漸滲透到我們?nèi)粘Ｉ畹姆椒矫婷?。從更真?shí)的游戲體驗(yàn)到更智能的購(gòu)物助手，從更有效的教育工具到更精準(zhǔn)的設(shè)計(jì)軟件，這項(xiàng)技術(shù)將為我們的生活帶來(lái)實(shí)實(shí)在在的改變。

有興趣了解更多技術(shù)細(xì)節(jié)的讀者可以訪問研究團(tuán)隊(duì)的項(xiàng)目主頁(yè)https://physx-3d.github.io/，或者通過arXiv:2507.12465v1獲取完整的論文內(nèi)容。這項(xiàng)研究不僅展示了當(dāng)前技術(shù)的最新進(jìn)展，更為我們展現(xiàn)了未來(lái)技術(shù)發(fā)展的無(wú)限可能。

Q&A Q1：PhysXGen是什么？它能做什么？ A：PhysXGen是南洋理工大學(xué)開發(fā)的AI系統(tǒng)，能夠僅從一張照片生成具有完整物理屬性的3D模型。它不僅能創(chuàng)建外觀逼真的3D物體，還能準(zhǔn)確預(yù)測(cè)物體的重量、材質(zhì)、尺寸、運(yùn)動(dòng)方式和功能用途，讓虛擬物體擁有真實(shí)世界的物理特性。

Q2：這項(xiàng)技術(shù)會(huì)不會(huì)改變游戲和VR體驗(yàn)？ A：肯定會(huì)。PhysXGen生成的3D物體具有真實(shí)的物理屬性，這意味著在游戲和VR中，玩家能感受到不同材質(zhì)物體的真實(shí)重量、硬度和運(yùn)動(dòng)反饋。比如虛擬廚房中的鍋具會(huì)有真實(shí)的重量感，不同材質(zhì)的物體會(huì)有不同的觸感，大大提升沉浸感。

Q3：普通人能使用這項(xiàng)技術(shù)嗎？有什么實(shí)際應(yīng)用？ A：目前這項(xiàng)技術(shù)主要面向?qū)I(yè)領(lǐng)域，但未來(lái)會(huì)逐步應(yīng)用到日常生活中。比如網(wǎng)購(gòu)時(shí)能看到商品的3D物理模型，室內(nèi)設(shè)計(jì)時(shí)能真實(shí)預(yù)覽家具效果，教育中能提供更生動(dòng)的虛擬實(shí)驗(yàn)等。研究團(tuán)隊(duì)已將代碼和數(shù)據(jù)開源，推動(dòng)技術(shù)普及。