新火種
2025-04-22 
全球第一場機器人馬拉松：到底意味著什么
4 月 19 日，全球首個人形機器人半程馬拉松在北京亦莊成功舉辦。來自北京、上海、廣東、寧夏等地的 20 家機器人團隊參與了比賽，最終天工機器人以“全程用時約 2 小時 40 分”的成績奪得冠軍。
此次奪冠的天工 Ultra 高約 180cm，重約 55kg，體型上接近成年男子。機器人為啥要做得和人一樣高？為什么讓機器人跑馬拉松？這場已經(jīng)謝幕的人形機器人馬拉松比賽，值得我們更多的思考。
我們采訪了天工團隊的技術人員，跟著他們一起揭開這個挑戰(zhàn)背后的秘密，看一看機器人在跑馬拉松中究竟要突破哪些技術瓶頸？又是怎么克服種種難題的。
天工 Ultra 在跑步中，攝/丁崝
人形機器人跑半馬，對硬件的挑戰(zhàn)有多大？
要讓一個機器人跑半馬，遠不是“裝兩條腿”那么簡單。
從起跑到?jīng)_線，機器人不僅要完成每一個精密的動作，還要同時應對電量告急、電機過熱、路面顛簸等現(xiàn)實挑戰(zhàn)。
首先，這場超過 21 公里的比賽，人形機器人需要完成約 25 萬次精密的關節(jié)運動，關節(jié)要足夠結實耐久，才能支撐機器人穩(wěn)定奔跑。
像天工 Ultra 這樣個子高、體重大，慣性大的機器人，控制起來就更難，尤其是在奔跑時，每個關節(jié)都得協(xié)同精準發(fā)力，才能保持穩(wěn)定。
電池續(xù)航同樣是一道難關。人類跑步靠喝水補能，機器人全靠電池支撐比賽全程。
郭宜劼提到：“天工機器人的一塊電池大約能跑 6 公里，這次比賽總共換了 3 次電池，分別在 5 公里、10 公里和 16 公里?！逼渲幸淮嗡さ咕褪且驗殡娏坎蛔?。
此外，長時間運行中，還可能因電池過熱或能量管理不當引發(fā)機械部件異常。
讓機器人“跑得動”，更要“跑得久”，這背后不僅是技術難題，更是整個系統(tǒng)穩(wěn)定性和可靠性的考驗。天工機器人 CEO 熊友軍在接受媒體采訪時表示：“這是里程碑意義的工作，非常高興。這僅僅展示了天工機器人運動能力的很小一部分，后面還將看到更多創(chuàng)新技術和應用的落地?！?/p>
人形機器人學跑步，到底有多難？
奔跑過程中，機器人需要協(xié)調(diào)各個部件的動作，精確掌控身體的平衡。
尤其是在面對復雜的地形，比如陡坡、急轉(zhuǎn)彎或者不平整的路面時，機器人必須動態(tài)調(diào)整步伐、步頻和腳步著地點，以應對環(huán)境的變化，避免摔倒或失去平衡。
這背后，是一整套從學習到實踐的訓練流程?？梢哉f，跑馬拉松是一次對人形機器人“真實能力”的考驗。每一個動作、每一次判斷，都是對“機器人能否真正適應現(xiàn)實世界”的測試。
那么，機器人是怎么學會跑步的呢？簡單來說，機器人得先“看會”，再“練會”，最后“真跑起來”。
“我們采用的是‘強化模仿學習’的方法，讓機器人在仿真環(huán)境中自主訓練，學會如何穩(wěn)定地奔跑”。郭宜劼介紹說。
“在虛擬訓練過程中，機器人不僅要反復練習各種動作，還要適應不同復雜地形的挑戰(zhàn)，并不斷優(yōu)化自己的運動策略。與此同時，我們也設計了對自身狀態(tài)和外部環(huán)境的實時感知模塊，使它能夠準確判斷地形起伏、路面變化，以及自身的姿態(tài)是否穩(wěn)定。這整套訓練框架，就是為了讓機器人在真實世界中也能穩(wěn)定、持續(xù)地跑起來?！?/p>
具體來說：
第一步是模仿。研究人員通過動作捕捉設備記錄人類跑步時的身體姿態(tài)，比如步伐節(jié)奏、手怎么擺、身體怎么傾斜，然后把這些動作教給機器人，就像教小孩學走路那樣，先照著樣子來。
第二步是強化訓練。不過不是直接讓機器人去外面跑，而是先在虛擬環(huán)境里“練”。研究人員會在虛擬平臺讓機器人跑個上百遍上千遍，把動作“練熟”。
第三步是真實上場測試。機器人在現(xiàn)實環(huán)境中訓練跑步，如果摔倒了就站起來重新學，一邊摔倒，一邊反復修正動作、適應環(huán)境，最終才能穩(wěn)定地“真跑起來”。
機器人為什么要努力向人類靠攏？
很多人不理解為什么機器人要做得“人模人樣”，身高體型要向人類看齊不說，還要參加跑馬拉松這種人類的比賽，還要學著人的動作跑步。
除了“炫技”，這些還有什么用？
就如前文所說，機器人做成人那樣的體型，需要克服更多困難，那為什么還要這樣呢？
郭宜劼表示，人形機器人未來將用于家庭服務等真實場景，只有接近成人尺寸，才能使用人類工具、適應人類環(huán)境，也更有助于完成復雜任務。
有些朋友可能會問，那讓機器人好好在家干活不就行了，為什么要跑馬拉松呢？其實在人形機器人研究者眼中，馬拉松是一種“極限驗證”場景，能全方位檢驗機器人是否具備“長期、穩(wěn)定地在真實環(huán)境中移動”的最基礎、最核心的能力。
這正是當前機器人領域關注的“具身智能”發(fā)展方向：既要有感知和決策能力，還要能真正動起來、適應復雜的世界。
很多人看到比賽現(xiàn)場視頻時還會好奇：天工 Ultra 機器人跑步時為什么要像人一樣大幅度地擺臂？是不是只是為了看起來“像人”？對一個機器人來說，這動作真有用嗎？
天工Ultra 擺臂，攝/丁崝
天工隊技術負責人郭宜劼解釋道，這種大幅擺臂的動作不僅僅是模仿人類的自然跑姿，更關鍵的是它對保持奔跑時的身體平衡起到了重要作用。
而且這種擺臂姿勢耗電很小，不會對整體續(xù)航造成太大負擔。模仿人的動作，不只是“像”，更是“實用”。
正如郭宜劼所說，機器人馬拉松不是為了比賽為了速度，而是為了將來能真正投入日常生活實際應用中。
身高與人相仿的機器人可以操作真實人類工具，對電力線路、設備進行貼近檢測，這是小型機器人無法替代的能力。
人形機器人的價值，不是看它能跑多快，而是看它能不能穩(wěn)定地走下去，應對復雜環(huán)境，完成真實任務。
根據(jù)《2025 人形機器人與具身智能產(chǎn)業(yè)研究報告》顯示，2025 年中國人形機器人市場規(guī)模將達 82.39 億元，占全球一半；具身智能相關市場規(guī)模也將突破 52 億元。
“跑”只是開始。未來，人形機器人不僅要能跑、能走，還要會“用手”，能搬運、能操作、能協(xié)作。
郭宜劼透露，未來將會對天工的具身智能、大小腦等關鍵模塊進行開源，推動整個行業(yè)共同進步。未來的人形機器人，可能不只是實驗室里的技術模型，而是真正能走進戶外、走進家庭。
策劃制作
作者丨王夢如、丁崝、林林
審核丨于乃功 北京工業(yè)大學教授
策劃丨王夢如
責編丨林林、丁崝
審校丨徐來、林林
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