人形機器人跑馬拉松的技術難點和意義是什么？

文｜《中國企業家》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，并引發行業熱議。

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的狀況。

《中國企業家》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團隊。

“天工”奪得全球首個人形機器人半馬冠軍。來源：視覺中國

最終，北京人形機器人創新中心旗下的“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，他告訴《中國企業家》：“本次機器人馬拉松整體體現了兼容并包、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。各企業能積極參與，體現了開放包容的心態。”

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，這反映行業薄弱點；第五，賽后機器人的損毀率，這反映耐久性等。

經過此次馬拉松，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，全球范圍內會有數家人形機器人企業的年出貨量將跨過千臺大關。這些機器人主要集中應用在科研、展覽導覽、數據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，也引發了外界對宇樹機器人穩定性的質疑。《中國企業家》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：“不同人操作或開發情況下，機器人的表現差別很大，請大家不要誤解。機器人和其他電子產品類似，表現性能和使用者息息相關，希望大家一起共同推動機器人行業的進步。”

人形機器人行業是一個技術復雜、資金門檻高的行業，人形機器人是人工智能、運動控制、機械設計等多領域技術的綜合應用成果，其研發難度遠高于傳統工業機器人。例如，其運動控制需要高度精確的軌跡規劃和動態平衡能力，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定性、可靠性和續航能力要求極高。此次比賽無疑是對機器人現有技術的一次頂級壓力測試。

那么，讓造價高昂且技術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定。

（1）關節與齒輪箱：長時間跑步會導致人形機器人關節過熱，齒輪箱的散熱就成為關鍵。姜哲源提到：“關節內的驅動板不斷過大電流，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化線束材質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，并在關鍵部位改用壓線扣固定。

（3）結構強度：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：算法穩定性

算法的穩定性是機器人完賽的關鍵。

（1）強化學習的應用：松延動力早期采用模型預測控制（MPC），后轉向強化學習。“就像人類從‘刻意計算步伐’到‘肌肉記憶跑步’，算法上限被大幅提升。”姜哲源解釋。比賽中，松延動力的N2，能自主調整步態應對路面變化，甚至在大風天氣保持穩定。

（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化機器人的運動路徑規劃能力。

（3）抗干擾能力：馬拉松現場環境復雜，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重要。

·第三重考驗：續航和散熱

長時間跑步讓關節溫度飆升，電路板焊錫可能熔化。團隊在關節內部增加散熱設計，并優化電流分配。21公里的長距離跑步對機器人的電池和散熱系統也提出了挑戰：

（1）電池續航：在比賽過程中，賽道內設置多個補給站，賽隊可在補給站內為機器人更換電池、替補機器人及領跑員。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。

（2）散熱設計：關節和電路板的散熱是關鍵，如何通過優化散熱結構和材料，減少過熱風險，是機器人本體設計時的重要考量因素。

·第四重考驗：運動控制與步態優化

跑步與行走的步態差異很大，機器人需動態調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）步態生成：通過仿真和真機測試，優化了機器人的步態算法，確保其在長距離跑步中保持高效和穩定，也是思路之一。

松延動力機器人穿的鞋。攝影：趙東山

·第五重考驗：環境適應能力

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境：

（1）路面變化：從平坦道路到起伏路面，機器人需實時調整步態。

據《中國企業家》了解，此次人形機器人半程馬拉松的路線也經過了精心設計，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個左轉道、8個右轉道，最小轉彎角90度，考驗機器人奔跑時轉彎的平衡能力，終點前還設置了一段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定性提出了額外挑戰，松延動力通過算法優化增強了機器人的抗風能力。

行業意義

此次馬拉松賽事之后，人形機器人行業也正在加速進化，這也為機器人公司帶來了更多商業機會。

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。”姜哲源在接受《中國企業家》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：“今天中午我們統計了一下，僅一個上午就有大幾十臺機器人定金付過來了。”

松延動力N2第二名沖線完賽。來源：視覺中國

在姜哲源看來，人形機器人馬拉松給了行業一個公平公開的競賽舞臺。“馬拉松就像一場大考，把機器人拉到真實場景里遛一遛，遮羞布全被揭開了。”

“過去，各家公司通過視頻和宣傳材料展示自己的技術，大家都各說各的好，說自己技術牛，但外界很難判斷其真實性能，最后發現誰更會做營銷，誰的關注度就更高。”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對可靠性的關注度。”他認為，比賽中暴露的問題，如線束松動、關節過熱等，都將促使企業優化設計，推動行業整體技術水平的提升。

朱方文同樣認為這可能給行業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，需要機器人持續奔跑3個小時或以上，對本體穩定性是巨大考驗。他希望通過此次馬拉松賽事，促進整個人形機器人行業的快速迭代。

此前北京經開區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突破，促進機器人產業的加速落地。未來，人形機器人有望在工廠、家庭服務等領域發揮更大作用，實現“人機共生”的社會愿景。