整理 | 夢依丹
出品丨AI 科技大本營(ID:rgznai100)
在剛剛過去的周末,大家或多或少地被一群機器人刷屏了吧。跌倒后“無頭奔跑”的鋼鐵身軀、工作人員亦步亦趨地為機器人“降溫”、以及略顯“笨拙”卻奮力邁動雙腿的身影……
4月19日,全球首個的“人機共跑”半程馬拉松在北京亦莊開跑,以其前所未有的形式和硬核的技術含量,瞬間引爆了科技圈和大眾視野。讓我們用一組數字,快速回顧這場充滿未來感的“機械競速”:
1 場里程碑式的賽事: 這是全球首個為“人形機器人”設立半程馬拉松的賽事,標志著具身智能邁入一個全新的發展階段;
21.0975 公里的賽道:涵蓋了平地、坡道、彎道等多種復雜地形,其中共設有 6 個左轉道與 8 個右轉道,轉彎角度≥90°,是對機器人運動控制、環境感知和續航能力的全面考驗;
18 款國產機器人登場:天工 Ultra、樂聚夸父、松延 N2 等來自清華大學、樂聚機器人、北京人形機器人創新中心等前沿機構與企業機型集體參賽;
25 萬次的精密關節運動(預估): 有專家在賽后總結中指出,單臺機器人完賽所需完成的關節動作量級高達 25 萬次,完賽難度可見一斑;
2 小時 40 分 24 秒: 天工 Ultra 機器人率先沖線,成為首個完成半馬全程挑戰的人形機器人;
“3”次電池更換: 天工 Ultra 機器人在比賽過程中更換了 3 次電池,揭示了當前機器人續航能力和能源管理的重要性;
“無數”次的摔倒與站起: 賽場上,機器人多次出現摔倒的情況,但它們展現出的“體育精神”——跌倒后努力重新站起。
這不僅是一場技術的比拼,更是一場“未來已來”的公眾現場體驗。
跌倒了,站起來,重啟后,繼續前行。每一位“選手”都帶著自己獨特的性格與技術路線登場。他們不是冷冰冰的機器,而是技術團隊理想與工程能力的具象化身。
冠亞軍巡禮:參數、亮點與技術初探
身高 1.8 米、體重 55 公斤的 天工 Ultra 機器人率先沖過北京亦莊機器人半程馬拉松終點線,奪得本次比賽的冠軍。天工團隊在賽后采訪時提到,其機器人采用了“具身大小腦高效協同”的控制架構,能夠在局部電機動作控制(小腦)和全身動態平衡與路徑規劃(大腦)之間實現高效切換與協作。這使其能夠不斷優化運動策略和環境適配能力,實現對全身關節的高精度協調控制,即使在長時間奔跑中也能保持平衡。
同時,“天工 Ultra”采用大功率一體化關節和低慣量腿部結構,為其爆發性速度提供硬件基礎;而輕量化設計、關節導熱及風冷散熱技術則保障了其持續奔跑的散熱需求。
與“天工”相比,來自松延動力的 N2 旋風小子成為全賽場唯一一個全程無需人類陪跑、獨立完成比賽的機器人選手。N2 機器人身高 1.2 米,體重約 30 公斤,擁有 18 個自由度(單腿 5 個、單臂 4 個),關節扭矩達 150N·m 以上的優勢很可能在于其扎實的動態運動控制技術、精巧的平衡控制系統、和仿生關節與自由度設計所構建的堅實底座。
在運動控制策略上,N2 機器人巧妙融合了強化學習與動力學模型,采用“分步驟強化學習”先生成標準軌跡再優化連貫性。其核心動態平衡算法能以每秒數千次的計算實時調整步態,將時速 10 公里奔跑中的重心偏移控制在 3 厘米內。
自主性方面,N2 機器人依賴多模態傳感器融合,通過仿生足底傳感器、激光雷達和視覺 SLAM 實現復雜地形導航,即使頭部感知系統失效也能自主完賽,展現出強大的魯棒性。其動態抗干擾算法則能應對外部突發干擾。針對續航,N2 機器人采用“電池+換電”方案,以每 5 公里換電來保障 21 公里賽程,并通過優化電池管理減少停機時間。這些技術共同鑄就了“松延動力 N2”在本次機器人馬拉松中展現出的穩定性和環境適應性,讓穿著鞋子的“小個子”N2 在馬拉松上交出了一份滿意的答卷。
機器人跑馬拉松,到底在比什么?
這場看似簡單的競速,實則是一張對當前機器人技術水平的綜合“考卷”。它不僅考驗著機器人的“體能”,更檢驗著它們的“大腦”——運動控制、環境感知、導航、自主性和魯棒性。
精準而穩定的運動控制:支撐機器人以接近人類的方式奔跑,并靈活適應地形起伏、姿態變化;
環境感知與精準導航: 通過視覺、雷達、足底傳感器等手段識別賽道、判斷路線、躲避障礙,確保“認路不跑偏”;
自主決策與智能行為:讓機器人在面對突發狀況時,能夠自主做出判斷和決策;
堅固可靠的魯棒性: 保障機器人長時間穩定運行,避免因硬件或軟件故障而“掉鏈子”
在這些“核心指標”之外,續航管理與輕量材料的工程優化也至關重要,它們決定了機器人能否真正完成這場耐力戰。
然而,要讓人形機器人具備這些能力,我們還有很長的路要走。正如在 3 月 28 日CSDN 出品的“萬有引力”之「十問具身智能:我們離通用機器人還有多遠?」專家對談直播中所提到,目前具身智能仍處于快速增長階段,實現通用機器人還面臨諸多挑戰。那么,橫亙在我們面前的,究竟有哪些必須翻越的“技術大山”呢?
1. 數據瓶頸: “智能”的燃料從何而來?
深圳市人工智能與機器人研究院副研究員夏軒指出,“真實數據的采集只能線性增長,而模型訓練的性能提升則遵循指數規律,數據的增長無法跟上項目性能的增長。”如何高效地獲取高質量的訓練數據,成為了制約具身智能發展的關鍵瓶頸。
2. 計算瓶頸: 算力能否支撐“智能”的運轉?
“僅僅將大型模型的多模態感知能力賦予機器人,而沒有進一步的智能增強,這并不構成真正的智能。”如何在有限的算力資源下,實現更高效的智能算法,是我們需要認真思考的問題。
3. 模型架構: 如何構建更強大的“大腦”?
現有的模型架構在具身智能領域仍然存在諸多局限性。例如,模型在處理復雜任務時,往往難以兼顧效率和精度;在面對新環境時,模型的泛化能力也會受到限制。專家們正在積極探索新的模型架構,例如結合快慢系統的分層決策模型,以提升機器人的智能水平。
誠如“萬有引力”欄目所傳遞的觀點,具身智能是一條充滿挑戰的道路,但同時也蘊藏著巨大的機遇。只有不斷攻克技術難關,我們才能真正開啟通用機器人的時代,讓 AI 更好地服務于人類社會。
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