懂得生命真谛的人，可以使短促的生命延长。 —— 西塞罗

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Newton

如果说物理世界是一场永不停歇的演出，那么 Newton 就是后台那位“偏执的舞台监督”：
他不满足于让东西动起来——他要你在 GPU 上动得更快、更大、更可微、还最好能把这一切搬进 OpenUSD 的舞台布景里，随时切换视角、录制、重放、甚至把力学过程拿去做研究。

仓库的自我介绍很硬核，也很明确：

Newton is a GPU-accelerated physics simulation engine built upon NVIDIA Warp, specifically targeting roboticists and simulation researchers.

而它的 GitHub description 又把这句话换成更正式的口吻再强调一次：

An open-source, GPU-accelerated physics simulation engine built upon NVIDIA Warp, specifically targeting roboticists and simulation researchers.

Newton 的语气像是在说：
“机器人学、仿真研究的朋友们，我来让你们跑得更快、算得更准、试得更猛。”

Newton 从哪里来：从 Warp 的肩膀上站起来，再把路铺得更宽

Newton 自己讲得很坦诚：

  • 它 extends and generalizes Warp 的（已被标注为 deprecated 的）warp.sim 模块
  • 并把 MuJoCo Warp 作为 primary backend
  • 强调的关键词是：
    • GPU-based computation
    • OpenUSD support
    • differentiability
    • user-defined extensibility
    • rapid iteration
    • scalable robotics simulation

它不像一个只会“跑 demo”的引擎，更像一个会自我进化的“研究型底座”：
你可以在它上面快速迭代实验，也可以把它扩展成你自己的研究工具链。

一个很重要的身份：Linux Foundation 项目，社区维护

Newton 还有一个很“稳”的身份牌：

  • 它是 Linux Foundation 项目
  • community-built and maintained
  • Code：Apache-2.0
  • Documentation：CC-BY-4.0
  • 第三方 license 文本在 newton/licenses

它像在说：
“我不是孤岛项目，我有治理与社区，我的许可也清清楚楚。”

发起者：不是“随便做做”，而是站在巨人肩上起跑

README 点名了它的起点：

  • Disney Research
  • Google DeepMind
  • NVIDIA

Newton 这时候像个谦逊又自信的新人：
“我出身很硬，但我想让更多人一起把这件事做大。”

Requirements：让 Newton 上场之前，你得给他一块够大的舞台

Newton 的要求写得非常具体：

  • Python 3.10+
  • OS: Linux（x86-64, aarch64）、Windows（x86-64）、macOS（仅 CPU）
  • GPU: NVIDIA GPU（Maxwell 或更新），driver 545+（CUDA 12）
    • 不需要本地 CUDA Toolkit
    • macOS 只能跑 CPU

更详细配置看安装指南：
https://newton-physics.github.io/newton/latest/guide/installation.html

Quickstart：两行命令，把物理世界点亮

Newton 的“开场白”很干脆：

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pip install "newton[examples]"
python -m newton.examples basic_pendulum

如果你用 uv 从源码安装，README 还提醒你把 python 换成 uv run。

Examples：它把一整个“实验展厅”摆在你面前

运行 examples 之前先装 extras：

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pip install "newton[examples]"

然后你就可以开始逛展：
Newton 的 examples 被分成多个系列，像不同展厅：

  • Basic Examples
  • Robot Examples
  • Cable Examples
  • Cloth Examples
  • Inverse Kinematics Examples
  • MPM Examples
  • Sensor Examples
  • Selection Examples
  • DiffSim Examples
  • Multi-Physics Examples
  • Contacts Examples
  • Softbody Examples

它像个热情的讲解员：
“你想看摆锤？URDF？viewer？关节？传送带？电缆扭转？布料弯折？IK？MPM？传感器？可微仿真？多物理耦合？接触与软体？都在，都能跑。”

下面这些命令，都是它递给你的“门票”。

Basic Examples：从最基本的节奏开始

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python -m newton.examples basic_pendulum
python -m newton.examples basic_urdf
python -m newton.examples basic_viewer
python -m newton.examples basic_shapes
python -m newton.examples basic_joints
python -m newton.examples basic_conveyor
python -m newton.examples basic_heightfield
python -m newton.examples recording
python -m newton.examples replay_viewer
python -m newton.examples basic_plotting

Robot Examples：让机器人在 GPU 上“更像真的”

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python -m newton.examples robot_cartpole
python -m newton.examples robot_g1
python -m newton.examples robot_h1
python -m newton.examples robot_anymal_d
python -m newton.examples robot_anymal_c_walk
python -m newton.examples robot_policy
python -m newton.examples robot_ur10
python -m newton.examples robot_panda_hydro
python -m newton.examples robot_allegro_hand

Cable Examples：电缆与柔性结构的世界

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python -m newton.examples cable_twist
python -m newton.examples cable_y_junction
python -m newton.examples cable_bundle_hysteresis
python -m newton.examples cable_pile

Cloth Examples：布料不只是布料，它是约束与接触的诗

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python -m newton.examples cloth_bending
python -m newton.examples cloth_hanging
python -m newton.examples cloth_style3d
python -m newton.examples cloth_h1
python -m newton.examples cloth_twist
python -m newton.examples cloth_franka
python -m newton.examples cloth_rollers
python -m newton.examples cloth_poker_cards

Inverse Kinematics Examples：你给目标，它去找姿态

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python -m newton.examples ik_franka
python -m newton.examples ik_h1
python -m newton.examples ik_custom
python -m newton.examples ik_cube_stacking

MPM Examples：粒子、材料与两向耦合

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python -m newton.examples mpm_granular
python -m newton.examples mpm_anymal
python -m newton.examples mpm_twoway_coupling
python -m newton.examples mpm_grain_rendering
python -m newton.examples mpm_multi_material
python -m newton.examples mpm_viscous
python -m newton.examples mpm_beam_twist
python -m newton.examples mpm_snow_ball

Sensor Examples：让仿真“感知”起来

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python -m newton.examples sensor_contact
python -m newton.examples sensor_tiled_camera
python -m newton.examples sensor_imu

Selection Examples：选择、筛选、把世界点出来

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python -m newton.examples selection_cartpole
python -m newton.examples selection_materials
python -m newton.examples selection_articulations
python -m newton.examples selection_multiple

DiffSim Examples：可微分仿真，给学习与优化一条路

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python -m newton.examples diffsim_ball
python -m newton.examples diffsim_cloth
python -m newton.examples diffsim_drone
python -m newton.examples diffsim_spring_cage
python -m newton.examples diffsim_soft_body
python -m newton.examples diffsim_bear

Multi-Physics Examples：多物理耦合的“群像戏”

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python -m newton.examples softbody_gift
python -m newton.examples softbody_dropping_to_cloth

Contacts Examples：接触与堆叠，最考验求解器的耐心

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python -m newton.examples nut_bolt_hydro
python -m newton.examples nut_bolt_sdf
python -m newton.examples brick_stacking
python -m newton.examples pyramid

Softbody Examples：软体世界，既柔软又难算

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python -m newton.examples softbody_hanging
python -m newton.examples softbody_franka

Example Options：它不只是“能跑”，还要你能控制“怎么跑”

Newton 的 examples 支持这些命令行参数：

Argument Description Default
--viewer Viewer type: gl (OpenGL window), usd (USD file output), rerun (ReRun), or null (no viewer). gl
--device Compute device to use, e.g., cpu, cuda:0, etc. None (default Warp device)
--num-frames Number of frames to simulate (for USD output). 100
--output-path Output path for USD files (required if --viewer usd is used). None

它像一个很会配合的实验伙伴：
“你想用哪个 viewer？输出到 USD 还是直接开窗口？跑多久？在哪个 device 上跑？你说了算。”

Example Usage：几条命令，教你怎么“指挥”它

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# List available examples
python -m newton.examples

# Run with the USD viewer and save to my_output.usd
python -m newton.examples basic_viewer --viewer usd --output-path my_output.usd

# Run on a selected device
python -m newton.examples basic_urdf --device cuda:0

# Combine options
python -m newton.examples basic_viewer --viewer gl --num-frames 500 --device cpu

Kamino：Newton 体内的一位“新求解器学徒”（BETA 1）

在 Newton 的世界里，还有一个名字很有故事感的角色：Kamino。

Kamino 的 README 开头就先郑重其事地立了规矩：

  • SolverKamino 目前是 BETA（BETA 1）
  • 目前 discourage users 依赖它
  • 因团队带宽有限，不会接受社区贡献
  • 更稳定的 BETA 2 计划在 2026 年夏季（summer of 2026） 发布

它像一个正在闭关修炼的高手：
“我很强，但还没到能承诺稳定的时候；我会变得更稳，但请给我时间。”

Kamino Introduction：它想解决的是真正“难”的机械系统

Kamino 的目标很明确：

  • 模拟任意机械装配体
  • 支持 kinematic loops、under-/overactuation
  • 支持：
    • 任意关节拓扑的约束刚体多体系统（不假设是 kinematic tree）
    • 大量常见与高级 bilateral joint constraints
    • unilateral joint-limit 与 contact constraints（带空间摩擦与可恢复冲击）
    • 可配置的 constraint stabilization（可按 subset 设置）
    • hard joint-limit 与 hard contact，使用高级 Proximal-ADMM forward dynamics solver 强制约束

并且它同样由 Disney Research 与 NVIDIA、Google DeepMind 协作开发维护。

Kamino Getting Started：它也给了入口（但你要知道它还在 beta）

Running Examples

Kamino 的 examples 在：

  • newton/_src/solvers/kamino/examples

运行示例：

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cd newton/_src/solvers/kamino/examples
python sim/example_sim_dr_legs.py

Running Unit Tests

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cd newton/_src/solvers/kamino/tests
python -m unittest discover -s . -p 'test_*.py'

VS Code / Cursor 跑单元测试（Kamino 的小抄）

启用环境（示例）：

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pyenv activate newton-dev

进入测试目录：

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cd <path-to-parent-dir>/newton/newton/_src/solvers/kamino/tests

执行：

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python -m unittest discover -s . -p 'test_*.py'

以及 .vscode/settings.json 参考配置：

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{
    "python.testing.unittestArgs": [
        "-v",
        "-s",
        "./tests",
        "-p",
        "test_*.py"
    ],
    "python.testing.pytestEnabled": false,
    "python.testing.unittestEnabled": true
}

Contributing and Development：想加入这场“物理交响乐”，先看规则再上台

Newton 把贡献与开发的入口放在：

  • contribution guidelines（newton-governance 仓库）
  • development guide（官方文档）

Support and Community Discussion：先查文档，再去 Discussions

Newton 建议你：

  • 先读 Newton documentation
  • 再去 main repository 的 Discussions 提问

Code of Conduct：在这座物理世界里，也要遵守社区规则

参与社区即同意遵守 Linux Foundation 的 Code of Conduct。

Project Governance, Legal, and Members

治理信息见：

  • newton-governance repository

如果你一直在寻找一个能把“机器人仿真”从 CPU 的拥堵小路，带上 GPU 的高速公路的伙伴，Newton 会很乐意把你的世界接管一部分：
给它一个设备，给它一点输入，它就能把力学的每一帧都算得又快又清楚，还能把结果装进 OpenUSD 的容器里，交给你继续研究、继续迭代、继续创造。