人形機器人跑馬拉松的技術(shù)難點和意義是什么？
文｜《中國企業(yè)家》記者 趙東山
編輯｜張曉迪
頭圖來源｜視覺中國
看起來笨拙的一小步，其實是行業(yè)一大步。
或許你還記得2025年4月19日那場全球首屆人形機器人半程馬拉松，這次比賽讓人形機器人進入更多人的視野，并引發(fā)行業(yè)熱議。
在比賽途中，參賽機器人們狀況百出：剛在2025年央視春晚亮過相的宇樹人形機器人G1，起跑前還“自信”地跟觀眾揮手，但是一啟動就摔倒了；而人氣最高、最終奪得冠軍的“天工Ultra”機器人，也在行進約15公里時，跌了個跟頭。
此外，有的人形機器人因過熱而被迫死機，還有的全程需要工程師陪跑，更有機器人跑到一半部件被跑掉。中途電池耗盡，不得不更換電池，更是所有機器人都出現(xiàn)的狀況。
《中國企業(yè)家》了解到，此次比賽共有20款機器人隊伍參賽，他們出自北京、上海、廣東等地的頂尖機器人研發(fā)團隊。
最終，北京人形機器人創(chuàng)新中心旗下的“天工Ultra”機器人奪得冠軍，這款機器人用時2個小時40分鐘，全程換電3次，未更換替補機器人。松延動力的N2機器人和上海卓益得的 “行者二號”機器人，分別獲得亞軍和季軍。
首程控股旗下首程資本管理合伙人朱方文參與投資了宇樹科技、松延動力機器人等企業(yè)，他告訴《中國企業(yè)家》：“本次機器人馬拉松整體體現(xiàn)了兼容并包、重在參與的特點，參賽機器人身高從80cm到180cm，重量從10公斤到88公斤，型號跨度非常廣，并不都在同一個硬件標準體系里。各企業(yè)能積極參與，體現(xiàn)了開放包容的心態(tài)。”
作為投資人，在這場賽事中，相比于奔跑速度、名次，朱方文更關(guān)注機器人的五大指標：第一，能耗情況，這反映機器人廠商的軟硬耦合能力；第二，故障率，這反映機器人的穩(wěn)定性；第三，故障修復時間，這反映主機廠團隊對本體的了解，以及在本體迭代速度方面的能力；第四，故障點位，這反映行業(yè)薄弱點；第五，賽后機器人的損毀率，這反映耐久性等。
經(jīng)過此次馬拉松，朱方文判斷，人形機器人2025年的出貨量比2024年將有一個量級的增長，全球范圍內(nèi)會有數(shù)家人形機器人企業(yè)的年出貨量將跨過千臺大關(guān)。這些機器人主要集中應用在科研、展覽導覽、數(shù)據(jù)采集和工廠試用等場景。
不過，宇樹科技G1人形機器人在比賽中摔倒，也引發(fā)了外界對宇樹機器人穩(wěn)定性的質(zhì)疑?！吨袊髽I(yè)家》了解到，宇樹科技官方并未參賽，而是由用戶團隊攜宇樹機器人參賽。
賽后，宇樹科技回應稱：“不同人操作或開發(fā)情況下，機器人的表現(xiàn)差別很大，請大家不要誤解。機器人和其他電子產(chǎn)品類似，表現(xiàn)性能和使用者息息相關(guān)，希望大家一起共同推動機器人行業(yè)的進步?！?/p>
人形機器人行業(yè)是一個技術(shù)復雜、資金門檻高的行業(yè)，人形機器人是人工智能、運動控制、機械設(shè)計等多領(lǐng)域技術(shù)的綜合應用成果，其研發(fā)難度遠高于傳統(tǒng)工業(yè)機器人。例如，其運動控制需要高度精確的軌跡規(guī)劃和動態(tài)平衡能力，同時還需要模擬人類的感知、認知和決策過程。
而馬拉松對人形機器人在奔跑中的穩(wěn)定性、可靠性和續(xù)航能力要求極高。此次比賽無疑是對機器人現(xiàn)有技術(shù)的一次頂級壓力測試。
那么，讓造價高昂且技術(shù)復雜的人形機器人跑馬拉松有哪些具體的困難呢？
五重技術(shù)考驗
人形機器人跑馬拉松，遠不止“把腿邁快點兒”那么簡單。21公里的賽程，對機器人的硬件、算法、散熱都是極限考驗。
《中國企業(yè)家》采訪了松延動力董事長姜哲源、首程資本管理合伙人朱方文等，拆解了人形機器人跑馬拉松背后的技術(shù)難題。
·第一重考驗：硬件可靠性
馬拉松比賽對機器人的可靠性提出了極高要求。跑完21公里需要硬件能夠承受長時間的高強度運動，尤其是機器人還要在長時間運動中保持穩(wěn)定。
（1）關(guān)節(jié)與齒輪箱：長時間跑步會導致人形機器人關(guān)節(jié)過熱，齒輪箱的散熱就成為關(guān)鍵。姜哲源提到：“關(guān)節(jié)內(nèi)的驅(qū)動板不斷過大電流，如果特別燙，可能會熔掉里面的焊錫導致短路。”
（2）線束問題：機器人運動時，胳膊和腿部的線束反復彎折，容易松脫或斷裂。松延動力主要通過優(yōu)化線束材質(zhì)和走線方式來解決這一問題，如將普通線材升級為鐵氟龍材質(zhì)，并在關(guān)鍵部位改用壓線扣固定。
（3）結(jié)構(gòu)強度：腳踝電機在跑步中會承受巨大沖擊，松延動力最初使用的螺絲在十幾公里后全部斷掉，后來改用定位銷傳動，顯著提升了可靠性。
·第二重考驗：算法穩(wěn)定性
算法的穩(wěn)定性是機器人完賽的關(guān)鍵。
（1）強化學習的應用：松延動力早期采用模型預測控制（MPC），后轉(zhuǎn)向強化學習?！熬拖袢祟悘摹桃庥嬎悴椒ァ健∪庥洃浥懿健?，算法上限被大幅提升?！苯茉唇忉?。比賽中，松延動力的N2，能自主調(diào)整步態(tài)應對路面變化，甚至在大風天氣保持穩(wěn)定。
（2）自主避障：比賽中機器人需要自主避障，人形機器人的算法團隊必須通過大量測試優(yōu)化機器人的運動路徑規(guī)劃能力。
（3）抗干擾能力：馬拉松現(xiàn)場環(huán)境復雜，機器人需應對路面不平、人群干擾等問題，算法的魯棒性能至關(guān)重要。
·第三重考驗：續(xù)航和散熱
長時間跑步讓關(guān)節(jié)溫度飆升，電路板焊錫可能熔化。團隊在關(guān)節(jié)內(nèi)部增加散熱設(shè)計，并優(yōu)化電流分配。21公里的長距離跑步對機器人的電池和散熱系統(tǒng)也提出了挑戰(zhàn)：
（1）電池續(xù)航：在比賽過程中，賽道內(nèi)設(shè)置多個補給站，賽隊可在補給站內(nèi)為機器人更換電池、替補機器人及領(lǐng)跑員。因此，進一步提升電池的能量密度和快充能力，是人形機器人廠商們都需要應對的挑戰(zhàn)。
（2）散熱設(shè)計：關(guān)節(jié)和電路板的散熱是關(guān)鍵，如何通過優(yōu)化散熱結(jié)構(gòu)和材料，減少過熱風險，是機器人本體設(shè)計時的重要考量因素。
·第四重考驗：運動控制與步態(tài)優(yōu)化
跑步與行走的步態(tài)差異很大，機器人需動態(tài)調(diào)整步頻和步幅以適應不同速度。因此，行進中的運動控制成為關(guān)鍵。
（1）穿鞋減震：姜哲源提到，給機器人穿鞋顯著減少了機體受到的地面沖擊，同時提高了跑步速度。
（2）步態(tài)生成：通過仿真和真機測試，優(yōu)化了機器人的步態(tài)算法，確保其在長距離跑步中保持高效和穩(wěn)定，也是思路之一。
·第五重考驗：環(huán)境適應能力
馬拉松比賽在戶外進行，人形機器人還需適應復雜的戶外環(huán)境：
（1）路面變化：從平坦道路到起伏路面，機器人需實時調(diào)整步態(tài)。
據(jù)《中國企業(yè)家》了解，此次人形機器人半程馬拉松的路線也經(jīng)過了精心設(shè)計，以亦莊南海子公園為起點，通明湖信息城為終點，總路程21.0975公里，比賽地形環(huán)境包含平地、坡道以及石子路等各種復雜路況。
其中，坡道最大坡度9度，全程線路共包括6個左轉(zhuǎn)道、8個右轉(zhuǎn)道，最小轉(zhuǎn)彎角90度，考驗機器人奔跑時轉(zhuǎn)彎的平衡能力，終點前還設(shè)置了一段1.5公里的直道，考驗機器人的直線沖刺速度。
（2）天氣影響：比賽當天的大風對機器人的穩(wěn)定性提出了額外挑戰(zhàn)，松延動力通過算法優(yōu)化增強了機器人的抗風能力。
行業(yè)意義
此次馬拉松賽事之后，人形機器人行業(yè)也正在加速進化，這也為機器人公司帶來了更多商業(yè)機會。
這次參賽體驗，遠超姜哲源的預期。“我們最初的目標只是完賽，沒想到能拿名次?！苯茉丛诮邮堋吨袊髽I(yè)家》采訪時坦言。
姜哲源提到，松延動力在比賽后收獲了大量的訂單：“今天中午我們統(tǒng)計了一下，僅一個上午就有大幾十臺機器人定金付過來了?！?/p>
在姜哲源看來，人形機器人馬拉松給了行業(yè)一個公平公開的競賽舞臺?！榜R拉松就像一場大考，把機器人拉到真實場景里遛一遛，遮羞布全被揭開了?！?/p>
“過去，各家公司通過視頻和宣傳材料展示自己的技術(shù)，大家都各說各的好，說自己技術(shù)牛，但外界很難判斷其真實性能，最后發(fā)現(xiàn)誰更會做營銷，誰的關(guān)注度就更高。”姜哲源說。
但姜哲源也認為適度的營銷是有必要的，他形容做人形機器人這一行“雖然酒香不怕巷子深，但巷子太深也不行”。對松延動力而言，比賽的熱度為行業(yè)帶來了更多投資和合作機會。
此外，姜哲源還表示：“這次馬拉松大大拉升了整個行業(yè)對可靠性的關(guān)注度?！彼J為，比賽中暴露的問題，如線束松動、關(guān)節(jié)過熱等，都將促使企業(yè)優(yōu)化設(shè)計，推動行業(yè)整體技術(shù)水平的提升。
朱方文同樣認為這可能給行業(yè)加速迭代帶來更多動力。不同于實驗室或者demo場景，半程馬拉松距離長，需要機器人持續(xù)奔跑3個小時或以上，對本體穩(wěn)定性是巨大考驗。他希望通過此次馬拉松賽事，促進整個人形機器人行業(yè)的快速迭代。
此前北京經(jīng)開區(qū)管委會副主任梁靚在接受媒體采訪時也表示，人形機器人馬拉松比賽旨在通過極限場景倒逼技術(shù)突破，促進機器人產(chǎn)業(yè)的加速落地。未來，人形機器人有望在工廠、家庭服務(wù)等領(lǐng)域發(fā)揮更大作用，實現(xiàn)“人機共生”的社會愿景。
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