上周我們介紹了近期在網絡上引起討論的，在后臺的留言中大家紛紛表示，對最近北京亦莊舉辦的半程馬拉松暨人形機器人半程馬拉松很感興趣。

關于這首屆人形機器人馬拉松，大家也是在網絡上討論得沸沸揚揚。所以在這一期，《萬物》編輯部里的編輯分別挑選了幾個關于本屆馬拉松的問題，來和大家科普/討論一下，

1.這屆機器人跑馬拉松，怎么還需要人類遙控？？？

2.賽場的機器人還穿上了運動鞋？這又是什么黑科技嗎？

3. 機器人會跑步才幾十年，而且剛長出上半身！已經很厲害了！

如果你有更多的想法和問題，也歡迎在評論區留下你的意見：

機器人跑馬拉松，怎么還要人遙控？

身后扛電池和遙控的人類才是最累吧！！

在人形機器人馬拉松比賽現場，雖說比賽的是各種形象的人形機器人，不過幾乎每個機器人的“出街”，身旁都要配幾個人類助手。

機器人看起來是輕裝上陣了，甚至還邊跑邊整活（比如表演一個頭掉了但扶我起來我還能跑什么的……）。但是旁邊的工程師們有的要手扶、有的要遙控，還要扛著電池和噴冷卻液。

人形機器人不是都能跳舞了嗎？甚至都能和人類對打了，怎么還要遙控才能跑完馬拉松？

首先，這屆機器人馬拉松比賽的意義在于展示各類人形機器人的移動能力，以及在長時間運行下的續航、耐力測試，以及軟件和硬件的協同能力。因此在馬拉松的比賽規則中就有這么幾點：1人形外觀，2有兩條腿（不是輪式結構），3控制方式可以是完全自主或手動遙控。

如果機器人想自主導航，就會像無人車一樣自己來規劃路徑。不過，在新京報對北京人形機器人創新中心首席技術官唐劍的采訪中，他就提到，和無人車不一樣的是，機器人身上的關節很多，控制起來會比無人車復雜得多，所以這是機器人研發中的一個非常大的難點。

另外，這也是許多機器人第一次走進現實生活中，在跑步過程中很有可能會遇到多種突發事件，比如路面不平，有風、觀眾遮擋等，需要人形機器人有著很強的實時決策能力，否則就很容易出現意外摔跤的情況。此時，遙控輔助操作就能讓機器人更加安全，保持平衡，順利完成馬拉松。

人形的半馬機器人冠軍天工Ultra采用的是“無線跟隨技術”，靠著身上的UWB標簽，能靠無限信號跟著身前的領跑者來跑。還有些則是遙控器操作。

事實上，遙控并不意味著更簡單了。唐劍在接受采訪時就表示，操作員邊跑邊控制，需要做好控制策略，及時發現問題并進行調整。總之，這次馬拉松對于控制機器人的人員來說，也是一次有挑戰性的驗證和測試。

賽場的機器人還穿上了運動鞋？

這又是什么黑科技嗎？

看了這么多機器人跑步，不難發現它們當中很多都穿了運動鞋。比如身高180 cm的冠軍選手天工Ultra（來自優必選科技）穿了一雙黑色跑鞋，身高120 cm的“小頑童N2”和“旋風小子N2”則穿著童鞋，這兩個“N2”都來自松延動力。

機器人的腳又不會感覺到疼，它們為什么要穿鞋呢？

人類在跑步的時候，會給地面一個向下的沖擊力，地面會傳來向上的反作用力，如果不穿鞋，這個作用力會通過關節或肌肉來緩沖，如果沖擊力過大，就會給人體帶來一定損傷。

圖1：圖片來源：Gifer

對于機器人來說也是一樣，它們穿鞋是為了保護昂貴的機械關節。

這次參賽的電動人形機器人是在電機的驅動下動起來的。由于四肢空間有限，機器人較大的關節電機一般安裝在遠離關節的位置，盡量靠近質心，這樣可以減少腿部質量，從而減少慣性，有利于快速行走，能量利用也更高效。

很多機器人選擇把較大的電機放置在髖部，所以能看到它們的臀部附近有兩個大圓圈。為了讓髖部帶動腿部運動，需要使用一些傳動結構，連桿就是人形機器人中常見的傳動結構。

關節中還有各種能使其旋轉或者具有彈性的結構，各種元件密集分布在這里，十分復雜，運行時間長了還會發熱。所以你也能看到在比賽中后期，很多工作人員忙著給機器人的關節噴散熱劑散熱。

來自松延動力的N2人形機器人腳踝電機放在了機器人膝蓋的側面，為馬拉松做準備訓練時，在地面與腳掌的沖擊力作用下螺絲被震松了，再加上螺絲本身也有金屬疲勞，電機、連桿的連接螺絲出現了被剪切力切斷的情況。

于是馬拉松團隊馬上對螺絲做出調整，甚至嘗試過給N2機器人的腳底纏防滑膠帶，只是膠帶很快就磨損了……于是在正式比賽中N2穿上了童鞋。

除了能減震，穿鞋還能防滑，增加穩定性（好多機器人彎著腿走路像小老太太，也是因為這樣走得更穩）。這次馬拉松比賽中有不少機器人摔倒了，在比賽剛開始時，N2也出現了打滑的情況，工作人員還給它換了一雙鞋。

有些機器人選用了特制運動鞋，這些鞋的鞋底有各種黑科技來保護機器人，比如減震凝膠層能吸收60%的沖擊力，避免精密傳感器被震壞；嵌入式陀螺儀調整足底壓力分布；蜂窩狀鞋墊分解橫向扭力……

圖3：賽場上一些穿了鞋的機器人。丨xx書截圖

不過，機器人穿鞋也暴露了一些短板，比如它們的鞋底很容易被磨穿；機器人的腳太硬，鞋面容易開裂；還有散熱問題。

所以為了讓機器人跑得更快、更穩，還有很多細枝末節的地方需要升級。（膠帶或成此次馬拉松最大贏家，不僅能纏腳底減震，旋風小子的頭掉了都是靠膠帶粘上的。）

機器人會跑步才幾十年

而且剛長出上半身？

已經很厲害了！

從蹣跚學步到奮起奔跑，機器人掌握雙足行走的能力都經歷了哪些重要時刻？20世紀60年代，機器人領域剛剛起步，科學家們就已將目光投向雙足行走機器人的研發。不過，在能制造出全尺寸人形機器人之前，研究者先主要研究“下半身”機器人。

比如，美國通用電氣公司在1965年率先推出了一款名為“Walking Truck”的實驗性雙足機器人。它的外觀像是架在兩條機械腿上的卡車底盤，腿部結構簡單，依靠預先編程的動作，能以緩慢而笨拙的方式行走。幾乎同一時期，日本早稻田大學的加藤一郎教授團隊也在進行相關研究，開發了一系列早稻田腿式（WL）機器人。1967年發明的WL-1人工下肢擁有雙足運動的基本功能。

那時候的機器人還只有下半身。｜Md. Akhtaruzzaman & Amir A. Shafie

早期雙足機器人行走控制主要依靠預先編程的固定步態模式。研究人員根據對人類行走的觀察，計算出機器人腿部關節運動軌跡，并將這些數據編入程序。但由于缺乏實時環境感知和自適應能力，機器人在面對復雜地形或突發狀況時，幾乎毫無應對能力，一旦地面不平整或出現障礙物，就極易摔倒。

20世紀80年代至90年代，研究人員開始為機器人配備各類傳感器，使其能感知周圍環境，從而對行走動作進行實時調整。與此同時，研究人員也在抓緊給機器人安裝上半身。1986年，本田公司啟動了P系列機器人項目，最終在1996年推出ASIMO——全球首個能穩定行走、跑步甚至上下樓梯的仿人機器人，跑步速度為9 km/h。ASIMO采用動態平衡控制技術，結合陀螺儀和加速度傳感器，實現了類人步態的自然運動。

2000年的機器人就已經可以跑起來了，不過它的續航能力太差，充一次電只能維持一小時。｜make a gif

亦莊這次舉辦的人形機器人半程馬拉松，賽道涵蓋平地、坡道、石子路等多種復雜地形。想要在多變的地形上讓機器人跑起來，機器人就要有非常快的反應能力，但是機器人沒有“本能”，只有計算機程序，為了不摔，它必須實時計算未來幾百毫秒內的重心、速度、姿態的細微變化，并在毫米、毫秒中控制幾十個關節協同動作。

能做到這一點，只有靠2020年后，不斷進化的人工智能技術，將視覺與聽覺的信息匯總到AI大模型中，經過模型分析后，向各個零件下達行動指令，機器人就能知道下一步如何跨出去，然后順利跑起來了。

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封面圖源：

參考資料

遙控

[1]https://www.bjnews.com.cn/detail/1745289325168928.html

[2]http://www.news.cn/science/20250419/624a79549602425591320182e682e315/c.html

[3]https://www.thepaper.cn/newsDetail_forward_30693129

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