圖源：北京經(jīng)開區(qū)融媒體中心
本文來自微信公眾號“文達人形機器人產(chǎn)業(yè)研究”，作者：左鍵，創(chuàng)業(yè)邦授權(quán)發(fā)布。
2019年，村上春樹出版了《當我談跑步時我談些什么》。他以跑步為引，探討了協(xié)作、人生哲學與自我超越的深層聯(lián)系。
16年后，跑步的主體更換主角——變成機器人，直接上強度，參與了一次半程馬拉松賽跑。4月19日，在萬眾期待之中，2025北京亦莊半程馬拉松暨人形機器人半程馬拉松正式開賽，共計20支機器人隊伍參賽。
不過與開賽前的“秀肌肉”預設相比，現(xiàn)場的“笑果”更加吸引眼球：“老熟人”宇樹G1，開跑之際直接表演平地摔；“小孩哥”松延動力N2，頭可斷步子不能亂；打扮成變形金剛的神農(nóng)機器人一陣“阿姆斯特朗旋風”后火速出局；半醒機器人深諳老人養(yǎng)生的精髓——走路還得是倒著走……
就像村上春樹所寫：“超級馬拉松帶給我的種種東西之中，意義最重要的，卻不在肉體上，而是精神上?！?/p>
20支隊伍暴露的關(guān)節(jié)松動、傳感器誤判等問題，恰是技術(shù)迭代的 “黃金起點”：機械關(guān)節(jié)的每一次擺動都在生成改進數(shù)據(jù)，跌倒與爬起的循環(huán)成為算法進化的燃料。
贏得賽博半馬的keycode
跑馬拉松需要哪些能力？
從人類角度來看，肌肉耐力、運動技巧、心理素質(zhì)、補給策略缺一不可。對應到機器人，除了不用關(guān)心心理外，運動控制算法、環(huán)境感知技術(shù)、能源管理系統(tǒng)、智能導航與機械結(jié)構(gòu)設計等核心能力缺一不可。
其中：
*運動控制算法，決定了機器人奔跑的姿態(tài)、速度與穩(wěn)定性，是機器人的 “運動大腦”；
*環(huán)境感知技術(shù)，利用激光雷達、視覺攝像頭等多模態(tài)傳感器感知周圍環(huán)境信息，如同機器人的 “感官系統(tǒng)”；
*能源管理系統(tǒng)，直接決定續(xù)航能力，本次半馬要求全程不暫停計時，電池更換時間計入總成績；
*智能導航，可實時解算賽道曲率、坡度等參數(shù)，動態(tài)生成最優(yōu)奔跑軌跡；
*機械結(jié)構(gòu)設計，則需在輕量化與耐用性間尋找平衡——過重導致能耗激增，過輕則難以承受長距離沖擊。
此次奪得前三甲的天工Ultra、松延動力N2、行者二號，無一例外，占據(jù)了其中幾項優(yōu)勢能力。
先說說冠軍“天工Ultra”，它來自北京人形機器人創(chuàng)新中心，是全尺寸人形機器人，身高約1.8m，體重約55kg。單純從外形判斷，似乎帶來步幅優(yōu)勢，實則需克服高重心帶來的平衡難題。
天工Ultra從機械設計與智能導航上，尋找突破口：大功率一體化關(guān)節(jié)搭配低慣量腿部結(jié)構(gòu)，爆發(fā)時速達12km/h，輕量化材質(zhì)與風冷散熱技術(shù)提升耐用性；內(nèi)置北京人形機器人自研的“基于狀態(tài)記憶的預測型強化模仿學習”控制策略，實時感知身體狀態(tài)的同時，還能預測后續(xù)動作。
依托自身搭載的運控算法和多模態(tài)傳感器，結(jié)合超寬帶無線技術(shù)，將路徑規(guī)劃誤差控制在10cm內(nèi)，天工Ultra成為唯一全程自主導航的機器人。
天工機器人
圖源：北京經(jīng)開區(qū)融媒體中心
再說說第二名松延動力“N2”，稱得上“高個子”天工Ultra的“B面”：身高僅1.2m，體重約30kg，類似于5歲孩童大小身量。亮相時，還腳踩著29碼的斯凱奇。
松延動力創(chuàng)始人姜哲源的解釋是，高速度對硬件沖擊極大，給N2穿上跑鞋并加裝了三個定位銷，可有效緩解沖擊力過大帶來的結(jié)構(gòu)損傷。據(jù)介紹，N2的理論最快配速3.5m/s（也就是12.6km/h，與天工Ultra不遑多讓），同時可在高速奔跑中保持穩(wěn)定與靈活。
能達到這一速率，與N2的“擬人”特性有關(guān)。硬件上，輕量化鋁合金機身搭配18個高扭矩關(guān)節(jié)（扭矩達150N·m），可完成空翻等高難度動作；模型預測控制與強化學習算法結(jié)合，支持多場景二次開發(fā)，頭部脫落后仍能通過預設程序維持運動，展現(xiàn)極端情況下的系統(tǒng)魯棒性。
姜哲源坦言，“算法目前不算挑戰(zhàn)，但硬件的穩(wěn)定性與可靠性是我們目前需要解決的最大問題?！?/p>
N2機器人
圖源：北京經(jīng)開區(qū)融媒體中心
另外，季軍“行者二號”，來自上海卓益得機器人有限公司，身高1.7m，整機重量僅28kg，輕量化設計特征明顯。機器人腿部采用仿生肌腱（繩）驅(qū)動技術(shù)，模仿人類肌肉和骨骼的運動方式，使機器人的步態(tài)更加自然和高效。
談及仿生肌腱驅(qū)動系統(tǒng)的設計初衷，卓益得創(chuàng)始人李清都教授打了個比方：“就好像火烈鳥，腿又細又長，不僅跑得快還能飛。這說明一個問題，自然界已經(jīng)給出了解決這類問題的答案?！?/p>
運動控制上，行者二號采用了自適應步態(tài)控制算法，無論是平坦的柏油路，還是崎嶇的山路，都能靈活調(diào)整步伐。至于能源管理，行者二號未更換電池成功完賽，續(xù)航能力全場第一，直接驗證了全新的肌腱仿生驅(qū)動技術(shù)路線的可靠性，一舉攻克了傳統(tǒng)機器人受制于電池能量密度與電機功率密度的瓶頸，很好地驗證了這條技術(shù)路線的商業(yè)化可能性。
行者二號機器人（記者實拍）
以北京人形機器人創(chuàng)新中心CEO熊友軍的話來總結(jié)此次半馬：“機器人從實驗室走向生活，面對的是一個高動態(tài)、非結(jié)構(gòu)化的環(huán)境。參賽隊伍能站在這里參加半馬比賽，本身就是一場勝利?！?/strong>
技術(shù)演進的本質(zhì)是對場景的解耦
當我們見慣了社交平臺中長袖善舞、野地跑酷的人形機器人后，這次的半馬似乎將其打回“原型”：哪有什么無所不能的硅基英雄，只有去掉濾鏡后，隨時都會摔倒的“無助”人機。
為什么“我以為的”和“我看到的”機器人差這么多？
因為你的機器人、我的機器人，從來因場景而異。人形機器人誕生的初衷是服務垂直場景，從工業(yè)到家庭再到商業(yè)的演進路徑，本質(zhì)是技術(shù)適配需求的過程。而半馬對機器人的考驗與這些場景大相徑庭——就像善做家庭清潔的機器人，無需面臨高速前行、超長續(xù)航等問題。
想要消解對技術(shù)定位的誤讀，就得弄清楚技術(shù)邏輯與場景需求的深層聯(lián)系。
首先，不可否認的是，固定流程、明確指令、單一環(huán)境的工業(yè)場景，將是人形機器人率先實現(xiàn)規(guī)?；瘧玫膽?zhàn)場。
目前，工業(yè)自動化經(jīng)歷了從專用機械（如機械臂）到移動機器人（如AGV）的升級，但仍面臨非結(jié)構(gòu)化環(huán)境、復雜任務需求兩大瓶頸。具備三維環(huán)境適應性、多任務協(xié)同性和人機交互兼容性的人形機器人，將在工業(yè)產(chǎn)線復雜環(huán)境中發(fā)揮獨特優(yōu)勢。
譬如在搬運、裝配、質(zhì)檢、巡檢等多環(huán)節(jié)協(xié)同過程中，“雙足移動、雙臂操作”的人形機器人，可實現(xiàn)“抓取重物+跨越障礙+視覺檢測” 復合需求，成為工業(yè)環(huán)境中的“通用型執(zhí)行單元”。同時，在工業(yè)場景鍛煉下，人形機器人運動控制、環(huán)境感知等技術(shù)將得到大幅提升，從而勝任更多復雜任務。（這些技術(shù)也將遷移復用至家庭、商業(yè)等場景）
隨著具身智能算法的成熟與硬件成本的下探，人形機器人變身“廠花”“廠草”或在不遠的將來。
如果說工業(yè)場景還在思考“人形”的必要性，家庭場景對“人形”的需求已板上釘釘。在高度擬人化的物理環(huán)境、非結(jié)構(gòu)化指令、情感化交互的需求下，人形機器人自然更容易被人類接受，成為“家庭新成員”。
在家庭場景，人形機器人的技術(shù)邏輯，將從“精準執(zhí)行”轉(zhuǎn)向“柔性響應”——比如，在醫(yī)療護理領(lǐng)域，隨著人口老齡化加劇，具備步態(tài)輔助、健康監(jiān)測、應急呼叫等能力家庭護理機器人，有望承擔起部分護理工作。而在教育領(lǐng)域，人形機器人可作為教學輔助工具，幫助學生更好地理解科學知識，培養(yǎng)實踐能力。
在更遠一些的商業(yè)場景，人形機器人可直接使用人類基礎(chǔ)設施——如門把手、樓梯、門店柜臺等，靈活完成精細抓取、端水遞物等復雜任務，通過動態(tài)平衡技術(shù)適應商場過道、酒店走廊等復雜地形，并結(jié)合多模態(tài)交互（語音對話、表情展示、手勢引導）提升服務親和力。
上海青心意創(chuàng)的機器人Orca（記者實拍）
可通過面部水滴icon+肢體動作，呈現(xiàn)喜怒哀樂等情緒
不過，這些也意味著更深的技術(shù)挑戰(zhàn)，即協(xié)調(diào)“人-物-場”的動態(tài)關(guān)系——商場的客流潮汐、展會的突發(fā)需求、酒店的個性化服務，都要求機器人具備“感知-決策-執(zhí)行”的全棧能力。
結(jié)語
這是一個充滿機會與荊棘的早期市場，硬件性能的桎梏、算法魯棒性的短板、規(guī)模化成本的高墻，以及社會認知的壁壘，共同編織成人形機器人產(chǎn)業(yè)的復雜圖景。
以當前的數(shù)據(jù)卡點為例，要想獲得更強大、更穩(wěn)健的機器人操控策略，創(chuàng)建大型、多樣化、高質(zhì)量的機器人操控數(shù)據(jù)集至關(guān)重要——這已經(jīng)成為全球具身智能領(lǐng)域普遍面臨的問題。
值得慶幸的是，越來越多企業(yè)已經(jīng)有意識地去解決這些問題。目前全球范圍內(nèi)已有多個開源具身智能數(shù)據(jù)集，例如Open X-Embodiment數(shù)據(jù)集、ARIO（All Robots In One）具身大規(guī)模數(shù)據(jù)集等。
人形機器人行業(yè)Image Net時刻，即將到來。
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