機(jī)器之心原創(chuàng)

編輯：吳昕

• 21.0975 公里的產(chǎn)業(yè)密碼：一場(chǎng)規(guī)模化商用落地的壓力測(cè)試。

4月19日早上七點(diǎn)半，北京亦莊，全球首場(chǎng)人形機(jī)器人半程馬拉松在南海子公園鳴槍起跑。

來(lái)自北京、上海、江蘇、廣東等地的20支機(jī)器人隊(duì)伍，與1.2萬(wàn)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(diǎn)設(shè)在國(guó)家信創(chuàng)園。

別看沿途風(fēng)景宜人，對(duì)人形機(jī)器人來(lái)說(shuō)卻是一場(chǎng)「Hard模式」挑戰(zhàn)：超長(zhǎng)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(tái)機(jī)器人同場(chǎng)，還要應(yīng)對(duì)通信擁堵。

最終，全尺寸人形機(jī)器人「天工Ultra」以2小時(shí)40分42秒率先撞線，創(chuàng)下全球人形機(jī)器人半馬PB (Personalbest )。

「天工Ultra」沖刺瞬間。目前實(shí)測(cè)平均時(shí)速可達(dá)10km/h，最高奔跑速度已提升至全球領(lǐng)先的12km/h。當(dāng)天比賽配速約為7-8km/h

去年還在比誰(shuí)走得穩(wěn)，今年就開(kāi)卷馬拉松，越來(lái)越多的人形機(jī)器人加入競(jìng)技行列——蛇年春晚，宇樹(shù)機(jī)器人手帕舞利落吸睛；眾擎機(jī)器人完成全球首個(gè)前空翻；Atlas也秀出側(cè)空翻，個(gè)個(gè)身手不凡。

人形機(jī)器人進(jìn)化的速度遠(yuǎn)超想象，正在打開(kāi)更多商業(yè)化場(chǎng)景的想象力大門(mén)。

奪冠背后：全尺寸機(jī)器人的技術(shù)登頂

要想跑得好，先得扛過(guò)這場(chǎng)「極限測(cè)試」里的重重「坑」。

超長(zhǎng)距離本身就是對(duì)電池續(xù)航的極限考驗(yàn)；最大9度坡道，考核機(jī)器人對(duì)重心調(diào)控與動(dòng)力輸出的能力；14次轉(zhuǎn)彎、最小轉(zhuǎn)彎角90度，逼它們?cè)诟咚龠\(yùn)動(dòng)中完成動(dòng)態(tài)平衡與靈活轉(zhuǎn)向。

就連一個(gè)井蓋，都可能成為致命陷阱。以往的機(jī)器人難以應(yīng)對(duì)這類微小地形擾動(dòng)，如今借助強(qiáng)化學(xué)習(xí)與地形仿真訓(xùn)練，才逐步具備「反應(yīng)力」。

而對(duì)「天工Ultra」這類全尺寸人形機(jī)器人（身高180、體重55公斤）來(lái)說(shuō)，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(dòng)關(guān)節(jié)需要輸出更大扭矩來(lái)支撐高負(fù)載，運(yùn)動(dòng)控制算法也必須實(shí)時(shí)應(yīng)對(duì)更大慣性帶來(lái)的平衡難題。能耗同步飆升，長(zhǎng)跑過(guò)程中的續(xù)航和散熱都被拉到極限。

「天工Ultra」最后以絕對(duì)優(yōu)勢(shì)、毫無(wú)懸念地奪冠，靠的是三重技術(shù)跨越，涵蓋機(jī)器人系統(tǒng)三大核心：本體、運(yùn)動(dòng)控制（小腦）、智能決策（大腦）。

超長(zhǎng)距離、超長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)轉(zhuǎn)，本體硬件先要扛得住。為了讓這臺(tái)「重量級(jí)選手」可以跑得持久，除了整機(jī)「減肥」，關(guān)節(jié)設(shè)計(jì)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(dòng)機(jī)，爆發(fā)力直接拉滿。同時(shí)，腿部設(shè)計(jì)追求「低慣量」，跑步更流暢。

人們常說(shuō)，跑馬最擔(dān)心關(guān)節(jié)磨損，機(jī)器人最擔(dān)心關(guān)節(jié)散熱。「天工Ultra」在散熱系統(tǒng)上做了重要革新——除了從電機(jī)源頭就減少發(fā)熱，還應(yīng)用了整機(jī)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(zhǎng)跑過(guò)程中既能保持溫度不過(guò)熱，也能穩(wěn)定輸出動(dòng)力。

考慮到金屬腳直接著地，震動(dòng)非常強(qiáng)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(jì)，起到緩沖、吸震的作用。

天工Ultra甚至穿上了黑色跑鞋

再說(shuō)「小腦」。硬件扛得住還不夠，爬坡邁坎再轉(zhuǎn)彎，動(dòng)作要穩(wěn)，運(yùn)動(dòng)神經(jīng)必須夠發(fā)達(dá)。

「天工Ultra」內(nèi)置了北京人形機(jī)器人自研的「基于狀態(tài)記憶的預(yù)測(cè)型強(qiáng)化模仿學(xué)習(xí)」控制策略。也就是說(shuō)，它不僅能實(shí)時(shí)感知現(xiàn)在的身體狀態(tài)，還能「記住過(guò)去幾步發(fā)生了什么」，從而更準(zhǔn)確地預(yù)測(cè)接下來(lái)如何調(diào)整姿態(tài)。

而強(qiáng)化學(xué)習(xí)仿真讓它在虛擬世界里經(jīng)歷成千上萬(wàn)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(guò)在神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)里加入落腳點(diǎn)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(zhǔn)，實(shí)現(xiàn)了對(duì)突起、凹陷、減速帶、細(xì)小石子等真實(shí)道路狀態(tài)的高動(dòng)態(tài)適應(yīng)。

此次比賽中，「天工Ultra」 采用無(wú)線領(lǐng)航技術(shù)完成跟隨導(dǎo)航和長(zhǎng)程路徑規(guī)劃，也是唯一不使用人工遙控的參賽機(jī)器人：

奔跑時(shí)，前面有一位領(lǐng)航員，身上背著小巧的信號(hào)發(fā)射器，機(jī)器人可以自主追蹤目標(biāo)，判斷該往哪個(gè)方向跑、以什么速度跑，天工會(huì)實(shí)施感知周邊環(huán)境，進(jìn)行分析，一路動(dòng)態(tài)調(diào)整路線規(guī)劃及運(yùn)動(dòng)姿態(tài)，完成比賽。

奔跑時(shí)，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(shí)別障礙物、判斷能不能過(guò)；遇到動(dòng)態(tài)障礙，還能預(yù)測(cè)對(duì)方軌跡，生成安全繞行路線，展現(xiàn)出更強(qiáng)的環(huán)境適應(yīng)能力和穩(wěn)定性。在未來(lái)工業(yè)與特種場(chǎng)景中，這種級(jí)別的「大腦」，才是讓機(jī)器人走出實(shí)驗(yàn)室、真正干活的關(guān)鍵。

「人機(jī)半馬背后

一場(chǎng)規(guī)模化商用落地的壓力測(cè)試

具身智能融資熱潮可謂開(kāi)年即高燃，政策端同樣在加碼。3月全國(guó)兩會(huì)，具身智能首次作為「未來(lái)產(chǎn)業(yè)」關(guān)鍵詞寫(xiě)入政府工作報(bào)告，與生物制造、量子科技、6G并列提名。有投行人士判斷，機(jī)器人將是「十倍于新能源車」的下一個(gè)超級(jí)風(fēng)口。

來(lái)源《財(cái)新周刊》封面報(bào)道：機(jī)器人來(lái)了

在這樣的大背景下，這場(chǎng)「人機(jī)半馬」的意義早已超越競(jìng)技層面，更是機(jī)器人能否走向「規(guī)模化落地」的壓力測(cè)試：

關(guān)節(jié)強(qiáng)度、運(yùn)動(dòng)控制算法、能耗管理、硬件散熱、電池續(xù)航、大腦對(duì)復(fù)雜地形的理解與適配、小腦對(duì)機(jī)器人身體的運(yùn)動(dòng)及平衡控制……這些核心技術(shù)的短板和瓶頸，唯有放到真實(shí)環(huán)境中、長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)行下，才能暴露、驗(yàn)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(jī)器人邁向?qū)嶋H場(chǎng)景的第一道門(mén)檻。而今天，在亦莊的賽道上，機(jī)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(shí)以上的連續(xù)運(yùn)行考驗(yàn)，采用電池快換方案，全程僅換了3次電池，未來(lái)有望實(shí)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(fèi)娛樂(lè)，其應(yīng)用空間正拓展至車廠擰螺絲、搬運(yùn)、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(jí)場(chǎng)景。

更重要的是，馬拉松環(huán)境對(duì)「動(dòng)態(tài)平衡」和「地形魯棒性」的考驗(yàn)，與安防機(jī)器人、戶外巡檢機(jī)器人在現(xiàn)實(shí)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(chǎng)景中，跨溝渠、越井蓋、穩(wěn)過(guò)減速帶，都是日常；機(jī)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(duì)。

量產(chǎn)拐點(diǎn)的攻堅(jiān)

其實(shí)，早在兩年前，工信部就已發(fā)布《人形機(jī)器人創(chuàng)新發(fā)展指導(dǎo)意見(jiàn)》，提出「2025年具備批量生產(chǎn)能力」的目標(biāo)。而從實(shí)驗(yàn)室走向規(guī)模化商用，除了算法和硬件攻堅(jiān)，另一關(guān)鍵是——降低開(kāi)發(fā)門(mén)檻，讓更多開(kāi)發(fā)者能夠參與構(gòu)建機(jī)器人應(yīng)用生態(tài)。

就在3月，北京人形機(jī)器人創(chuàng)新中心推出全球首個(gè)實(shí)現(xiàn)「一腦多能、一腦多機(jī)」的通用具身智能平臺(tái)「慧思開(kāi)物」，率先為機(jī)器人提供「大腦操作系統(tǒng)」。

該平臺(tái)融合AI大模型驅(qū)動(dòng)的任務(wù)規(guī)劃「具身大腦」與數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)的技能執(zhí)行「具身小腦」，打通了從任務(wù)理解到動(dòng)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(chǎng)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(jī)械臂等多種形態(tài)機(jī)器人。

目前，該平臺(tái)架構(gòu)的應(yīng)用提升了開(kāi)發(fā)效率，為機(jī)器人從「實(shí)驗(yàn)室成果」變?yōu)椤腹こ袒瘧?yīng)用」提供了統(tǒng)一中樞。

「慧思開(kāi)物」在物流場(chǎng)景下的操作demo：接收「打包快遞」指令后，機(jī)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(dòng)作，由「具身大腦」規(guī)劃、「具身小腦」執(zhí)行。

技術(shù)不斷突破，開(kāi)發(fā)效率加速，要推動(dòng)人形機(jī)器人跑進(jìn)現(xiàn)實(shí)世界還需要硬件標(biāo)品化。

以「天工Ultra」為例，之所以能穩(wěn)定跑完半馬，離不開(kāi)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(yùn)行數(shù)小時(shí)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(chǎng)展區(qū)亮相。相較前代機(jī)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(gè)維度實(shí)現(xiàn)全面升級(jí)，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(jí)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(kāi)物」平臺(tái)，擁有自然交互、任務(wù)精準(zhǔn)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(chǎng)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(chǎng)景展開(kāi)應(yīng)用。

在賽后展區(qū)，全新一代天工2.0亮相

與此同時(shí)，核心部件國(guó)產(chǎn)化也在快速推進(jìn)。就連過(guò)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(guó)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。「天工Ultra」的關(guān)節(jié)模組、驅(qū)動(dòng)電機(jī)等核心部件也實(shí)現(xiàn)國(guó)產(chǎn)替代，成本更可控。

針對(duì)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(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)溫度能降低18℃，大大提升了長(zhǎng)時(shí)間工作的可靠性。

政策與供應(yīng)鏈共振

人形機(jī)器人加速走向量產(chǎn)，背后離不開(kāi)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(shuí)能讓機(jī)器人真正「量產(chǎn)」，中國(guó)具備最強(qiáng)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(jī)器人100》報(bào)告顯示，在全球最具代表性的人形機(jī)器人公司中，近七成來(lái)自中美，而中國(guó)獨(dú)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(duì)伍主要來(lái)自京津冀（如北京）、「長(zhǎng)三角」（如杭州）和「珠三角」（如深圳）這三個(gè)機(jī)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(jì)等供應(yīng)鏈資源聚集：

北京更擅長(zhǎng)「造腦」，也聚集了大量AI科研人才。據(jù)說(shuō)，具身智能領(lǐng)域的技術(shù)轉(zhuǎn)化周期快，實(shí)驗(yàn)室成果落地產(chǎn)業(yè)僅需3-6個(gè)月，實(shí)屬罕見(jiàn)；

「長(zhǎng)三角」在電機(jī)、傳感器等核心部件方面獨(dú)具優(yōu)勢(shì)；

「珠三角」依托手機(jī)、汽車主機(jī)廠，在精密加工、系統(tǒng)集成、零部件通用性等方面優(yōu)勢(shì)明顯。據(jù)說(shuō)，約 60%的汽車零件可直接用于人形機(jī)器人身上，大大降低了開(kāi)發(fā)成本。

2024年以來(lái)，杭州、北京、上海、深圳等多地還陸續(xù)出臺(tái)了AI與機(jī)器人專項(xiàng)扶持政策，國(guó)家級(jí)創(chuàng)新中心先后在北京、江蘇等地落地，多個(gè)產(chǎn)業(yè)園區(qū)設(shè)立專項(xiàng)基金與孵化機(jī)制。多家券商機(jī)構(gòu)預(yù)測(cè)，2025年或?qū)⑹侨诵螜C(jī)器人量產(chǎn)元年。

當(dāng)上述因素多線共振，人形機(jī)器人正以「半馬」的速度，撞開(kāi)一個(gè)千億級(jí)產(chǎn)業(yè)的大門(mén)。

觀眾在2024世界智能制造博覽會(huì)上參觀人形機(jī)器人

比賽當(dāng)天的展區(qū)里，全新一代「 天工2.0 」周圍人潮涌動(dòng)，讓人聯(lián)想起比賽中為「鋼鐵選手」加油吶喊的場(chǎng)景——雖然人們明知這些歡呼聲機(jī)器人無(wú)法理解、也不會(huì)回應(yīng)，但加油的聲音依舊真誠(chéng)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(rèn)知深處的無(wú)形邊界，似乎正悄然松動(dòng)。越來(lái)越多的人開(kāi)始相信，也開(kāi)始期待：有朝一日，人形機(jī)器人不僅能馳騁賽場(chǎng)，更能真正走進(jìn)我們的日常生活。

南海子公園的鳴槍，或許正是通向未來(lái)旅程的起跑槍聲。