对话天工：全球第一场机器人马拉松，到底意味着什么？

【导语】4月19日，全球首个人形机器人半程马拉松在北京亦庄震撼上演，天工机器人以卓越表现夺得冠军。这场赛事不仅展示了人形机器人的运动能力，更引发了关于机器人技术瓶颈、应用场景及未来发展方向的深入思考。人形机器人为何要模仿人类体型？参加马拉松比赛有何意义？本文将带您揭开这些挑战背后的秘密，探索人形机器人的广阔未来。

4月19日，全球首个人形(xíng)机(jī)器(qì)人(rén)半(bàn)程(chéng)马(mǎ)拉(lā)松(sōng)在(zài)北(běi)京(jīng)亦(yì)庄(zhuāng)成(chéng)功(gōng)举(jǔ)办(bàn)。来(lái)自北京、上海、广东、宁夏等地的20家机器人团队参与了比赛，最终天工机器人以“全程用时约2小时40分”的成绩夺得冠军。

此次夺冠的天工Ultra高约180cm，重约55kg，体型上接近成年男子。机器人为啥要做得和人一样高？为什么让机器人跑马拉松？这场已经谢幕的人形机器人马拉松比赛，值得我们更多的思考。

我们采访了天工团队的技术人员，跟着他们一起揭开这个挑战背后的秘密，看一看机器人在跑马拉松中究竟要突破哪些技术瓶颈？又是怎么克服种种难题的。

天工Ultra在跑步中，摄/丁崝

人形机器人跑半马，

对硬件的挑战有多大？

要让一个机器人跑半马，远不是“装两条腿”那么简单。从起跑到冲线，机器人不仅要完成每一个精密的动作，还要同时应对电量告急、电机过热、路面颠簸等现实挑战。

首先，这场超过21公里的比赛，人形机器人需要完成约25万次精密的关节运动，关节要足够结实耐久，才能支(zhī)撑(chēng)机(jī)器(qì)人(rén)稳(wěn)定(dìng)奔(bēn)跑(pǎo)。像(xiàng)天(tiān)工(gōng)Ultra这(zhè)样(yàng)个(gè)子(zi)高(gāo)、体(tǐ)重(zhòng)大(dà)，惯(guàn)性(xìng)大(dà)的(de)机(jī)器(qì)人(rén)，控(kòng)制(zhì)起(qǐ)来(lái)就(jiù)更(gèng)难(nán)，尤(yóu)其(qí)是(shì)在(zài)奔(bēn)跑(pǎo)时(shí)，每(měi)个(gè)关节(jié)都(dōu)得(de)协(xié)同(tóng)精(jīng)准(zhǔn)发(fā)力(lì)，才(cái)能(néng)保(bǎo)持(chí)稳(wěn)定(dìng)。

电(diàn)池(chí)续(xù)航(háng)同(tóng)样(yàng)是(shì)一(yī)道(dào)难(nán)关。人(rén)类(lèi)跑(pǎo)步(bù)靠(kào)喝(hē)水(shuǐ)补(bǔ)能(néng)，机(jī)器(qì)人(rén)全靠(kào)电(diàn)池(chí)支(zhī)撑(chēng)比(bǐ)赛(sài)全程(chéng)。郭(guō)宜(yi)劼(jié)提(tí)到(dào)：“天(tiān)工(gōng)机(jī)器(qì)人(rén)的(de)一(yī)块(kuài)电(diàn)池(chí)大(dà)约(yuē)能跑6公里，这次比赛总共换了3次电池，分别在5公里、10公里和16公里。”其中一次摔倒就是因为电量不足。

此外，长时间运行中，还可能因电池过热或能量管理不当引发机械部件异常。让机器人“跑得动”，更要“跑得久”，这背后不仅是技术难题，更是整个系统稳定性和可靠性的考验。

天工机器人CEO熊友军在接受媒体采访时表示：“这是里程碑意义的工作，非常高兴。这仅仅展示了天工机器人运动能力的很小一部分，后面还将看到更多创新技术和应用的落地。”

人形机器人学跑步，

到底有多难？

奔跑过程中，机器人需要协调各个部件的动作，精确掌控身体的平衡。尤其是在面对复杂的地形，比如陡坡、急转弯或者不平整的路面时，机器人必须动态调整步伐、步频和脚步着地点，以应对环境的变化，避免摔倒或失去(qù)平(píng)衡(héng)。这(zhè)背(bèi)后(hòu)，是(shì)一(yī)整(zhěng)套(tào)从(cóng)学(xué)习(xí)到(dào)实(shí)践(jiàn)的(de)训(xun)练(liàn)流(liú)程(chéng)。

可(kě)以(yǐ)说(shuō)，跑(pǎo)马(mǎ)拉(lā)松(sōng)是(shì)一(yī)次(cì)对(duì)人(rén)形(xíng)机(jī)器(qì)人(rén)“真(zhēn)实(shí)能(néng)力(lì)”的(de)考(kǎo)验(yàn)。每(měi)一(yī)个(gè)动(dòng)作(zuò)、每(měi)一(yī)次(cì)判(pàn)断(duàn)，都(dōu)是(shì)对(duì)“机(jī)器(qì)人(rén)能(néng)否(fǒu)真(zhēn)正(zhèng)适(shì)应(yīng)现(xiàn)实(shí)世(shì)界(jiè)”的(de)测(cè)试(shì)。

那(nà)么(me)，机(jī)器(qì)人(rén)是(shì)怎(zěn)么(me)学(xué)会(huì)跑(pǎo)步(bù)的(de)呢(ne)？简(jiǎn)单(dān)来(lái)说(shuō)，机(jī)器(qì)人(rén)得(de)先(xiān)“看(kàn)会(huì)”，再(zài)“练(liàn)会(huì)”，最(zuì)后(hòu)“真(zhēn)跑(pǎo)起(qǐ)来(lái)”。

“我(wǒ)们(men)采用(yòng)的(de)是(shì)‘强(qiáng)化(huà)模(mó)仿(fǎng)学(xué)习(xí)’的(de)方(fāng)法(fǎ)，让(ràng)机(jī)器(qì)人(rén)在(zài)仿(fǎng)真(zhēn)环(huán)境(jìng)中(zhōng)自(zì)主训(xun)练(liàn)，学(xué)会(huì)如(rú)何(hé)稳(wěn)定(dìng)地(de)奔(bēn)跑(pǎo)”。郭(guō)宜(yi)劼(jié)介(jiè)绍(shào)说(shuō)，“在(zài)虚(xū)拟(nǐ)训(xun)练(liàn)过(guò)程(chéng)中(zhōng)，机(jī)器(qì)人(rén)不(bù)仅(jǐn)要(yào)反(fǎn)复(fù)练(liàn)习(xí)各(gè)种(zhǒng)动(dòng)作(zuò)，还(hái)要(yào)适(shì)应(yīng)不(bù)同(tóng)复(fù)杂(zá)地(de)形(xíng)的(de)挑(tiāo)战(zhàn)，并(bìng)不(bù)断(duàn)优(yōu)化(huà)自(zì)己(jǐ)的(de)运(yùn)动(dòng)策(cè)略(è)。与(yǔ)此(cǐ)同(tóng)时(shí)，我(wǒ)们(men)也(yě)设(shè)计(jì)了(le)对(duì)自(zì)身(shēn)状(zhuàng)态(tài)和(hé)外(wài)部(bù)环(huán)境(jìng)的(de)实(shí)时(shí)感(gǎn)知(zhī)模(mó)块(kuài)，使(shǐ)它(tā)能(néng)够(gòu)准(zhǔn)确(què)判(pàn)断(duàn)地(de)形(xíng)起(qǐ)伏(fú)、路面(miàn)变(biàn)化(huà)，以(yǐ)及(jí)自(zì)身(shēn)的(de)姿(zī)态(tài)是(shì)否(fǒu)稳(wěn)定(dìng)。这(zhè)整(zhěng)套(tào)训(xun)练(liàn)框(kuāng)架(jià)，就(jiù)是(shì)为(wèi)了(le)让(ràng)机(jī)器(qì)人(rén)在(zài)真(zhēn)实(shí)世(shì)界(jiè)中(zhōng)也(yě)能(néng)稳(wěn)定(dìng)、持(chí)续(xù)地(de)跑(pǎo)起(qǐ)来(lái)。”

具(jù)体(tǐ)来(lái)说(shuō)：

第(dì)一(yī)步(bù)是(shì)模(mó)仿(fǎng)。研究人员通过动作捕捉设备记录人类跑步时的身体姿态，比如步伐节奏、手怎么摆、身体怎么倾斜，然后把这些动作教给机器人，就像教小孩学走路那样，先照着样子来。

第二步是强化训练。不过不是直接让机器人去外面跑，而是先在虚拟环境里“练”。研究人员会在虚拟平台让机器人跑个上百遍上千遍，把动作“练熟”。

第三步是真实上场(chǎng)测(cè)试(shì)。机(jī)器(qì)人(rén)在(zài)现(xiàn)实(shí)环(huán)境(jìng)中(zhōng)训(xun)练(liàn)跑(pǎo)步(bù)，如(rú)果(guǒ)摔(shuāi)倒(dào)了(le)就(jiù)站(zhàn)起(qǐ)来重新学，一边摔倒，一边反复修正动作、适应环境，最终才能稳定地“真跑起来”。

机器人为什么要努力

向人类靠拢？

很多人不理解为什么机器人要做得“人模人样”，身高体型要向人类看齐不说，还要参加跑马拉松这种人类的比赛，还要学着人的动作跑步。除了“炫技”，这些还有什么用？

就如前文所说，机器人做成人那样的体型，需要克服更多困难，那为什么还要这样呢？郭宜劼表示，人形机器人未来将用于家庭服务等真实场景，只有接近成人尺寸，才能使用人类工具、适应人类环境，也更有助于完成复杂任务。

有些朋友可能会问，那让机器人好好在家干活不就行了，为什么要跑马拉松呢？其实在人形机器人研究者眼中，马拉松是一种“极限验证”场景，能全方位检验机器人是否具备“长期、稳定地在真实环境中移动”的最基础、最核心的能力。这正是当前机器人领域关注的“具身智能”发展方向：既要有感知和决策能力，还要能真正动起来、适应复杂的世界。

很多人看到比赛现场视频时还会好奇：天工Ultra机器人跑步时为什么要像人一样大幅度地摆臂？是不是只是为了看起来“像人”？对一个机器人来说，这动作真有用吗？

天工 Ultra摆臂，摄/丁崝

天工队技术负责人郭宜劼解释道，这种大幅摆臂的动作不仅仅是模仿人类的自然跑姿，更关键的是它对保持奔跑时的身体平衡起到了重要作用。而且这种摆臂姿势耗电很小，不会对整体续航造成太大负担。模仿人的动作，不只是“像”，更是“实用”。

正如郭宜劼所说，机器人马拉松不是为了比赛为了速度，而是为了将来能真正投入(rù)日(rì)常(cháng)生(shēng)活(huó)实(shí)际(jì)应(yīng)用(yòng)中(zhōng)。身(shēn)高(gāo)与(yǔ)人(rén)相(xiāng)仿(fǎng)的(de)机(jī)器(qì)人(rén)可(kě)以(yǐ)操(cāo)作(zuò)真(zhēn)实(shí)人(rén)类(lèi)工(gōng)具(jù)，对(duì)电(diàn)力(lì)线(xiàn)路、设(shè)备(bèi)进(jìn)行(xíng)贴(tiē)近(jìn)检(jiǎn)测(cè)，这(zhè)是(shì)小(xiǎo)型机器人无法替代的能力。人形机器人的价值，不是看它能跑多快，而是看它能不能稳定地走下去，应对复杂环境，完成真实任务。

根据《2025人形机器人与具身智能产业研究报告》显示，2025年中国人形机器人市场规模将达82.39亿元，占全球一半；具身智能相关市场规模也将突破52亿元。

“跑”只是开始。未来，人形机器人不仅要能跑、能走，还要会“用手”，能搬运、能操作、能协作。郭宜劼透露，未来将会对天工的具身智能、大小脑等关键模块进行开源，推动整个行业共同进步。未来的人形机器人，可能不只是实验室里的技术模型，而是真正能走进户外、走进家庭。

策划制作

作者丨王梦如、丁崝、林林

审核丨于乃功 北京工业大学教授