機器之心原創(chuàng)
編輯：吳昕
- 21.0975 公里的產(chǎn)業(yè)密碼：一場規(guī)?；逃寐涞氐膲毫y試。
4月19日早上七點半，北京亦莊，全球首場人形機器人半程馬拉松在南海子公園鳴槍起跑。
來自北京、上海、江蘇、廣東等地的20支機器人隊伍，與1.2萬名人類選手一同出發(fā)，挑戰(zhàn)21.0975公里賽程——途經(jīng)南海子公園、泡桐大道、文博大橋，終點設(shè)在國家信創(chuàng)園。
別看沿途風景宜人，對人形機器人來說卻是一場「Hard模式」挑戰(zhàn)：超長距離、最大9度的坡道、14次轉(zhuǎn)彎、1.5公里沖刺直道，連路上的井蓋都可能成為絆腳石；更別提幾十臺機器人同場，還要應(yīng)對通信擁堵。
最終，全尺寸人形機器人「天工Ultra」以2小時40分42秒率先撞線，創(chuàng)下全球人形機器人半馬PB (Personalbest )。
「天工Ultra」沖刺瞬間。目前實測平均時速可達10km/h，最高奔跑速度已提升至全球領(lǐng)先的12km/h。當天比賽配速約為7-8km/h
去年還在比誰走得穩(wěn)，今年就開卷馬拉松，越來越多的人形機器人加入競技行列——蛇年春晚，宇樹機器人手帕舞利落吸睛；眾擎機器人完成全球首個前空翻；Atlas也秀出側(cè)空翻，個個身手不凡。
人形機器人進化的速度遠超想象，正在打開更多商業(yè)化場景的想象力大門。
奪冠背后：全尺寸機器人的技術(shù)登頂
要想跑得好，先得扛過這場「極限測試」里的重重「坑」。
超長距離本身就是對電池續(xù)航的極限考驗；最大9度坡道，考核機器人對重心調(diào)控與動力輸出的能力；14次轉(zhuǎn)彎、最小轉(zhuǎn)彎角90度，逼它們在高速運動中完成動態(tài)平衡與靈活轉(zhuǎn)向。
就連一個井蓋，都可能成為致命陷阱。以往的機器人難以應(yīng)對這類微小地形擾動，如今借助強化學(xué)習與地形仿真訓(xùn)練，才逐步具備「反應(yīng)力」。
而對「天工Ultra」這類全尺寸人形機器人（身高180、體重55公斤）來說，意味著重心更高、慣性更大，光站穩(wěn)就已是挑戰(zhàn)，完賽的技術(shù)難度幾乎翻倍。
其次，它的驅(qū)動關(guān)節(jié)需要輸出更大扭矩來支撐高負載，運動控制算法也必須實時應(yīng)對更大慣性帶來的平衡難題。能耗同步飆升，長跑過程中的續(xù)航和散熱都被拉到極限。
「天工Ultra」最后以絕對優(yōu)勢、毫無懸念地奪冠，靠的是三重技術(shù)跨越，涵蓋機器人系統(tǒng)三大核心：本體、運動控制（小腦）、智能決策（大腦）。
超長距離、超長時間運轉(zhuǎn)，本體硬件先要扛得住。為了讓這臺「重量級選手」可以跑得持久，除了整機「減肥」，關(guān)節(jié)設(shè)計的黑科技感直接拉滿。
核心關(guān)節(jié)采用「大功率一體化關(guān)節(jié)」，類似給汽車裝上了V8發(fā)動機，爆發(fā)力直接拉滿。同時，腿部設(shè)計追求「低慣量」，跑步更流暢。
人們常說，跑馬最擔心關(guān)節(jié)磨損，機器人最擔心關(guān)節(jié)散熱?！柑旃ltra」在散熱系統(tǒng)上做了重要革新——除了從電機源頭就減少發(fā)熱，還應(yīng)用了整機熱仿真技術(shù)等多種方式，確保關(guān)節(jié)核心區(qū)域的溫度始終穩(wěn)定在70℃以下，長跑過程中既能保持溫度不過熱，也能穩(wěn)定輸出動力。
考慮到金屬腳直接著地，震動非常強烈，「天工Ultra」還在腿部結(jié)構(gòu)上引入了類似人類跟腱的設(shè)計，起到緩沖、吸震的作用。
天工Ultra甚至穿上了黑色跑鞋
再說「小腦」。硬件扛得住還不夠，爬坡邁坎再轉(zhuǎn)彎，動作要穩(wěn)，運動神經(jīng)必須夠發(fā)達。
「天工Ultra」內(nèi)置了北京人形機器人自研的「基于狀態(tài)記憶的預(yù)測型強化模仿學(xué)習」控制策略。也就是說，它不僅能實時感知現(xiàn)在的身體狀態(tài)，還能「記住過去幾步發(fā)生了什么」，從而更準確地預(yù)測接下來如何調(diào)整姿態(tài)。
而強化學(xué)習仿真讓它在虛擬世界里經(jīng)歷成千上萬次摔倒與站起，練就了幾乎本能的平衡控制能力。即使在雪地、碎石路、斜坡這種「地獄難度地圖」里，也能保持穩(wěn)定。
通過在神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)里加入落腳點規(guī)劃與速度控制的雙重指令，它不僅跑得穩(wěn)，還能踩得準，實現(xiàn)了對突起、凹陷、減速帶、細小石子等真實道路狀態(tài)的高動態(tài)適應(yīng)。
此次比賽中，「天工Ultra」 采用無線領(lǐng)航技術(shù)完成跟隨導(dǎo)航和長程路徑規(guī)劃，也是唯一不使用人工遙控的參賽機器人：
奔跑時，前面有一位領(lǐng)航員，身上背著小巧的信號發(fā)射器，機器人可以自主追蹤目標，判斷該往哪個方向跑、以什么速度跑，天工會實施感知周邊環(huán)境，進行分析，一路動態(tài)調(diào)整路線規(guī)劃及運動姿態(tài)，完成比賽。
奔跑時，前面有一位領(lǐng)航員
這就要靠「大腦」了——邊跑邊規(guī)劃路徑；還能識別障礙物、判斷能不能過；遇到動態(tài)障礙，還能預(yù)測對方軌跡，生成安全繞行路線，展現(xiàn)出更強的環(huán)境適應(yīng)能力和穩(wěn)定性。在未來工業(yè)與特種場景中，這種級別的「大腦」，才是讓機器人走出實驗室、真正干活的關(guān)鍵。
「人機半馬背后
一場規(guī)?；逃寐涞氐膲毫y試
具身智能融資熱潮可謂開年即高燃，政策端同樣在加碼。3月全國兩會，具身智能首次作為「未來產(chǎn)業(yè)」關(guān)鍵詞寫入政府工作報告，與生物制造、量子科技、6G并列提名。有投行人士判斷，機器人將是「十倍于新能源車」的下一個超級風口。
來源《財新周刊》封面報道：機器人來了
在這樣的大背景下，這場「人機半馬」的意義早已超越競技層面，更是機器人能否走向「規(guī)?；涞?/strong>」的壓力測試：
關(guān)節(jié)強度、運動控制算法、能耗管理、硬件散熱、電池續(xù)航、大腦對復(fù)雜地形的理解與適配、小腦對機器人身體的運動及平衡控制……這些核心技術(shù)的短板和瓶頸，唯有放到真實環(huán)境中、長時間運行下，才能暴露、驗證、優(yōu)化。
能不能連續(xù)自主、穩(wěn)定地執(zhí)行任務(wù)，正是人形機器人邁向?qū)嶋H場景的第一道門檻。而今天，在亦莊的賽道上，機器人的表現(xiàn)已經(jīng)刷新了答案。
以「天工Ultra」為例，其核心部件經(jīng)受住了2小時以上的連續(xù)運行考驗，采用電池快換方案，全程僅換了3次電池，未來有望實現(xiàn)作業(yè)連續(xù)性的新突破。這意味著，除了科研教育和消費娛樂，其應(yīng)用空間正拓展至車廠擰螺絲、搬運、超市搬貨、智慧園區(qū)巡邏、物流分揀等更多工業(yè)和泛工業(yè)級場景。
更重要的是，馬拉松環(huán)境對「動態(tài)平衡」和「地形魯棒性」的考驗，與安防機器人、戶外巡檢機器人在現(xiàn)實中的核心能力要求高度一致。在復(fù)雜電網(wǎng)、管廊、園區(qū)等場景中，跨溝渠、越井蓋、穩(wěn)過減速帶，都是日常；機器人不僅要穩(wěn)，還要抗外力干擾，能夠自主決策、靈活應(yīng)對。
量產(chǎn)拐點的攻堅
其實，早在兩年前，工信部就已發(fā)布《人形機器人創(chuàng)新發(fā)展指導(dǎo)意見》，提出「2025年具備批量生產(chǎn)能力」的目標。而從實驗室走向規(guī)模化商用，除了算法和硬件攻堅，另一關(guān)鍵是——降低開發(fā)門檻，讓更多開發(fā)者能夠參與構(gòu)建機器人應(yīng)用生態(tài)。
就在3月，北京人形機器人創(chuàng)新中心推出全球首個實現(xiàn)「一腦多能、一腦多機」的通用具身智能平臺「慧思開物」，率先為機器人提供「大腦操作系統(tǒng)」。
該平臺融合AI大模型驅(qū)動的任務(wù)規(guī)劃「具身大腦」與數(shù)據(jù)驅(qū)動的技能執(zhí)行「具身小腦」，打通了從任務(wù)理解到動作控制的全鏈路，能夠適配從工業(yè)制造到家庭服務(wù)等多種場景，執(zhí)行各類復(fù)雜任務(wù)，如工業(yè)分揀、整理桌面、物流打包，也兼容人形、輪式、機械臂等多種形態(tài)機器人。
目前，該平臺架構(gòu)的應(yīng)用提升了開發(fā)效率，為機器人從「實驗室成果」變?yōu)椤腹こ袒瘧?yīng)用」提供了統(tǒng)一中樞。
「慧思開物」在物流場景下的操作demo：接收「打包快遞」指令后，機器人將任務(wù)拆解為拿掃碼槍、掃碼、放置物品、貼單、封箱等一系列動作，由「具身大腦」規(guī)劃、「具身小腦」執(zhí)行。
技術(shù)不斷突破，開發(fā)效率加速，要推動人形機器人跑進現(xiàn)實世界還需要硬件標品化。
以「天工Ultra」為例，之所以能穩(wěn)定跑完半馬，離不開本體結(jié)構(gòu)的穩(wěn)固與續(xù)航能力的大幅提升——支持連續(xù)運行數(shù)小時不中斷，并在不到5秒內(nèi)完成熱插拔換電。這背后，是電池管理系統(tǒng)與快充技術(shù)的雙重革新。
比賽落幕后，全新一代「天工2.0」在賽場展區(qū)亮相。相較前代機型，「天工2.0」在本體結(jié)構(gòu)、作業(yè)性能與操作系統(tǒng)等多個維度實現(xiàn)全面升級，吸引了大量觀眾駐足圍觀。
續(xù)航能力上，全新一代「 天工2.0」還將具備工業(yè)級永續(xù)作業(yè)能力，配合多工況能耗控制技術(shù)，續(xù)航表現(xiàn)大幅躍升。另外，「 天工2.0」將搭載「慧思開物」平臺，擁有自然交互、任務(wù)精準規(guī)劃、雙臂協(xié)同靈巧操作、多技能執(zhí)行等能力，具備處理多場景復(fù)雜任務(wù)的泛化能力，可以在工業(yè)制造、特種作業(yè)、商業(yè)服務(wù)、家庭生活等多元場景展開應(yīng)用。
在賽后展區(qū)，全新一代天工2.0亮相
與此同時，核心部件國產(chǎn)化也在快速推進。就連過去被視為卡脖子的高精度零部件——如諧波減速器、RV減速器、行星滾柱絲杠等，也被國內(nèi)供應(yīng)商逐步突破，「能量包」供應(yīng)也已形成多家本土解決方案?！柑旃ltra」的關(guān)節(jié)模組、驅(qū)動電機等核心部件也實現(xiàn)國產(chǎn)替代，成本更可控。
針對關(guān)節(jié)發(fā)熱的難題，「天工Ultra」用了石墨烯復(fù)合散熱膜，就像給「關(guān)節(jié)」貼了高效散熱貼紙，連續(xù)運轉(zhuǎn)時溫度能降低18℃，大大提升了長時間工作的可靠性。
政策與供應(yīng)鏈共振
人形機器人加速走向量產(chǎn)，背后離不開龐大供應(yīng)鏈體系和政策的合力。
不少投行人士直言，中美在AI大模型和具身智能起跑線大致一致，但若論誰能讓機器人真正「量產(chǎn)」，中國具備最強成本工程能力與產(chǎn)業(yè)集成效率。
摩根士丹利發(fā)布的《人形機器人100》報告顯示，在全球最具代表性的人形機器人公司中，近七成來自中美，而中國獨占36家企業(yè)，并掌握了約63%的供應(yīng)鏈份額。
有意思的是，本次半馬的20支參賽隊伍主要來自京津冀（如北京）、「長三角」（如杭州）和「珠三角」（如深圳）這三個機器人公司的主要聚集地，也是傳感器、精密加工、工業(yè)設(shè)計等供應(yīng)鏈資源聚集：
北京更擅長「造腦」，也聚集了大量AI科研人才。據(jù)說，具身智能領(lǐng)域的技術(shù)轉(zhuǎn)化周期快，實驗室成果落地產(chǎn)業(yè)僅需3-6個月，實屬罕見；
「長三角」在電機、傳感器等核心部件方面獨具優(yōu)勢；
「珠三角」依托手機、汽車主機廠，在精密加工、系統(tǒng)集成、零部件通用性等方面優(yōu)勢明顯。據(jù)說，約 60%的汽車零件可直接用于人形機器人身上，大大降低了開發(fā)成本。
2024年以來，杭州、北京、上海、深圳等多地還陸續(xù)出臺了AI與機器人專項扶持政策，國家級創(chuàng)新中心先后在北京、江蘇等地落地，多個產(chǎn)業(yè)園區(qū)設(shè)立專項基金與孵化機制。多家券商機構(gòu)預(yù)測，2025年或?qū)⑹侨诵螜C器人量產(chǎn)元年。
當上述因素多線共振，人形機器人正以「半馬」的速度，撞開一個千億級產(chǎn)業(yè)的大門。
觀眾在2024世界智能制造博覽會上參觀人形機器人
比賽當天的展區(qū)里，全新一代「 天工2.0 」周圍人潮涌動，讓人聯(lián)想起比賽中為「鋼鐵選手」加油吶喊的場景——雖然人們明知這些歡呼聲機器人無法理解、也不會回應(yīng)，但加油的聲音依舊真誠而熱烈。
物理柵欄分隔著碳基生命與硅基造物，而那道存在于人類認知深處的無形邊界，似乎正悄然松動。越來越多的人開始相信，也開始期待：有朝一日，人形機器人不僅能馳騁賽場，更能真正走進我們的日常生活。
南海子公園的鳴槍，或許正是通向未來旅程的起跑槍聲。
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