科技推动力：首个人形机器人半程马拉松在北京举行

4月19日上午，由中央广播电视总台北京总站参与联合主办的首个人形机器人半程马拉松在北京亦庄鸣枪开跑。

机器人马拉松怎么跑？参赛的机器人长跑的本领怎么样？和我们人类跑步有什么不一样？他们的能力是怎么炼成的？新闻直播间特别策划科技推动力一起来关注。

上午7点30分，随着马拉松的汽笛喇叭发令鸣响，比赛准时开始。20个参赛的人形机器人依次出发，它们速度不一，跑步姿态各具特色，吸引了许多观众的关注。

机器人沿途要挑战大坡度路段和铁轨，有的机器人大步向前，也有的迈着小碎步，还有一些出现摔倒、续航不足的意外情况，而这些正是在验证机器人在复杂场景下的各种能力。

观众 王丽娟：特别激动！我们是住在周围的市民，然后我们早上6点半就起床赶过来，见证了每一个机器人，看到了咱们国家在这方面的进步，特别受触动。

此次比赛参考 F-1世界一级方程式锦标赛赛制，设置了补给站，主要为机器人更换电池。

经过激烈地角逐，来自北京的“天工”机器人以2小时40分42秒率先冲线获得冠军。

新技术的尝试让我们对未来带来了无限的畅想，也让我们充满了好奇，而新技术突破的背后又有哪些不为人知的故事？

本台记者张春玲在过去的3个月时间里持续地关注机器人“天工”进行马拉松备战的情况，一起来看一看“天工”是如何成长为半程马拉松冠军得主的？

总台央视记者 张春玲：过去3个月，我见证了机器人发展史上一个特殊的历程，这个叫“天工”的人形机器人首次向半程马拉松发起了冲刺。让机器人跑一个步这么难吗？作为一个长期奔跑在一线的科技记者，我想用过去三个月的真实经历来为您解答这个问题。

这是“天工”第一次尝试21公里半程马拉松长跑，这时候的它还一端拴着绳子固定在吊车上。电瓶车上还坐着一个工程师，用遥控器控制着它的运动方向，合作稍微不默契机器人就会被绊倒。

电瓶车上还坐着几位技术人员，他们在时刻检测着机器人关节的温度、奔跑的速度、电池电量等关键的数据，这些将为他们后续调优提供重要的数据支持。

第一次测试更像是一次极限挑战，比如第一次换电，小伙那是满头大汗，各种不确定性都可能发生。不过大家也欢迎这种意外，比如突然一颗螺丝螺丝松了。

“天工”第一次尝试21公里总共用了8个小时，虽然中间有点小插曲，虽然距离跑进三个小时的小目标还比较遥远，但是这一次测试天宫在续航、关节发热、稳定性上都经受住了考验。大家对这个结果还是比较满意的。

“天工”是由北京人形机器人创新中心设计研发的机器人，我们之前也曾多次报道过“天工”的迭代和变化，本次完成半程马拉松的“天工Ultra” 是一个专门为马拉松设计的机器人，它和天宫家族的其它机器人有哪些不同的特点呢？一起了解一下。

你看到的“天工”虽然都叫“天工”，但其实它们可并不是同一个，而是“天工”家族，它们更像是一群基因相似的兄弟姐妹。

它们分别是2024年4月份出生的“天工LITE”，这个小家伙第一次和大家见面就是和我一起跑着出来的，它的动作轻柔，是“天工”家族的大姐。

“天工PRO”在LITE基础上做了升级，加载了更多的传感器，适合在家庭和工厂里干活，更像是“天工”家族的二姐。

四个月后，“天工”家族的大儿子“MAX”出生了，它是一个结实的小伙子，速度更快、续航更久，能扛更多的重物。

而这次执行马拉松任务的是“天工”家族的小儿子，名叫“天工Ultra”，它为跑步而生，天生就有一双大长腿，可以迈出更大的步伐，髋部关节更大更结实，可以输出更高的扭矩，它自带内增高，跑步的时候可以缓冲，为了满足长距离的奔跑，它还可以进行快速地换电。

把机器人这个词拆解一下，有“机器”，也有“人”。机器人跑步和人比起来，有什么不同？为什么机器人奔跑这么难，我们人跑起来却这么简单呢？戳视频，跟着“天工”成长日记去一探究竟。

机器人跑步为什么这么难？

我们是如何奔跑的？其实奔跑并不是我们与生俱来的本领，那么它是如何发生的呢？在人和机器人之间，是否存在着某种相似性。北京体育大学运动人体科学学院的老师给出了答案。

北京体育大学运动生物力学教研室主任 李翰君：如果是慢跑，我们主要用踝关节去驱动。小腿后群，踝关节的后面略微发一点力，我们的重心就靠前了，然后我们慢慢地就跑起来了，这是很自然的过程。

记者：我们没有用到大脑吗？

李翰君：最开始用了一下，后面其实都是自然而然完成的。在这个过程中，我的髋关节摆动其实并不是很多，膝关节略微有一点，膝关节起到略微缓冲的作用。

李翰君：可能机器人平衡控制略微有一些问题，所以对它们来说，每一步它的踝或脚都是平着落地的，这样它是比较稳定的。最终它的驱动主要是靠相当于人的髋关节。机器人跑步一直屈膝，我认为是为了缓震。

机器人的奔跑并不像我们人类这般，可以采用顺其自然又省力的奔跑姿态。它们要靠髋关节带动没有什么感知能力的腿和脚去奔跑，每一次落地，膝盖和脚都要经受住全身带来的压力缓冲。这些位置也是天工测试中最容易出问题的地方，一次次问题，都需要关节结构设计、材料等同步提升。机器人这个钢铁之躯，全要靠一个个零件和螺丝组合在一起，每一次克服地心引力的尝试，都是对本体的挑战。而更大的挑战是机器人的反应速度还要做到足够快。

李翰君：对于我们人体的调整来说，会有不同的级别。比如很微观的级别，我需要特别快反应，当你的重心靠前了，你会发现你的脚趾有点扒地的感觉，这就是自然而然的。这个反射速度会很快，只有几十毫秒。而如果你是用眼睛去做判断，这就是有意识的，应该是200毫秒以上，但有的时候200毫秒以上，你就摔倒了。如果机器人的处理速度不够快，它就也没有办法维持平衡。

总台记者 张春玲：机器人没有“本能”，只有程序，没有“经验”，只有计算。为了不摔，它必须实时计算未来几百毫秒内的重心、速度、姿态变化，并在毫米、毫秒的尺度内，控制几十个关节协同动作。再比如，它没有肌肉和弹性的肌腱，关节是“硬邦邦的”，如果不想一落地就断，工程师们就得靠计算，通过柔顺控制、抗阻调节、力矩规划，让金属关节学会“软着陆”。这些都要依靠强大的实时算力，算慢了，摔；算错了，也摔。

机器人学会跑步的武林算法秘籍大概分几步？

第一步，先用模仿学习，学习人类的动作。一般是用动捕设备，照葫芦画瓢。

第二步，学习强化。在虚拟平台，机器人把学来的理论，付诸实践，靠着大力出奇迹的学习态度，成百上千次的尝试，学会了自主奔跑。

第三步，在现实世界走两步。

就这样，不断优化、不断反复在虚拟和现实中跳跃，直到有一天，机器人终于掌握了人类的跑步大法。

机器人跑半马，三个月破解多重难题

和人类比起来，机器人要想更低能耗、更稳定地跑步，确实还需要破解更多的难题。不过本次马拉松，我们看到在短短的三个月内，机器人从短跑，到21公里的长跑，进步的速度直线上升。在这个过程中，机器人的散热、零部件的稳定性、整机的可靠性、算法的优化、电池的续航等等一系列曾经卡顿的难题，都被一一破解。 21公里的长跑，解决的是技术问题、是工程问题、更是机器人从实验室走向可用、可规模化使用的产业问题。

让机器人参加马拉松比赛有何意义？

一个个技术团队的创新和研发，一个个人类工程师的陪跑，才有了今天的机器人半程马拉松。让机器人参加马拉松比赛的意义在哪？在当前国际背景下，对我国机器人产业以及行业发展，又会有哪些助力？国家发展改革委宏观经济研究院经济所副所长吴萨作出了分析。

吴萨：这次“半马”不仅是一场比赛，更是一个测试验证的平台。无论从技术层面、产业层面，还是扩大社会影响力等方面，都具有重要意义。通过这样的比赛，可以全面检验和提升机器人在运动控制、环境感知等方面的核心技术能力。这也充分展示了我国人形机器人的技术实力，国产机器人制造企业提升了品牌知名度，拓展国内外市场，减少对国外产品的依赖。同时也要看到，人形机器人的发展还是进行时，这种真实场景的测试效率是试验室环境的5—7倍，通过参加比赛，也暴露出很多机器人关节过热等问题。这也将直接推动相关研发团队做好优化改进，为国内人工智能和软件开发企业提供更多发展空间。