机器人马拉松为了不摔跤，还要遥控和穿鞋？这届机器人行不行啊？

上周我们介绍了近期在网络上引起讨论的稚晖君机器人，在后台的留言中大家纷纷表示，对最近北京亦庄举办的半程马拉松暨人形机器人半程马拉松很感兴趣。

关于这首届人形机器人马拉松，大家也是在网络上讨论得沸沸扬扬。所以在这一期，《万物》编辑部里的编辑分别挑选了几个关于本届马拉松的问题，来和大家科普/讨论一下。

1.这届机器人跑马拉松，怎么还需要人类遥控？？？

2.赛场的机器人还穿上了运动鞋？这又是什么黑科技吗？

3. 机器人会跑步才几十年，而且刚长出上半身！已经很厉害了！

机器人跑马拉松，怎么还要人遥控？

身后扛电池和遥控的人类才是最累吧！！

在人形机器人马拉松比赛现场，虽说比赛的是各种形象的人形机器人，不过几乎每个机器人的“出街”，身旁都要配几个人类助手。

机器人看起来是轻装上阵了，甚至还边跑边整活（比如表演一个头掉了但扶我起来我还能跑什么的……）。但是旁边的工程师们有的要手扶、有的要遥控，还要扛着电池和喷冷却液。

人形机器人不是都能跳舞了吗？甚至都能和人类对打了，怎么还要遥控才能跑完马拉松？

首先，这届机器人马拉松比赛的意义在于展示各类人形机器人的移动能力，以及在长时间运行下的续航、耐力测试，以及软件和硬件的协同能力。因此在马拉松的比赛规则中就有这么几点：1人形外观，2有两条腿（不是轮式结构），3控制方式可以是完全自主或手动遥控。

如果机器人想自主导航，就会像无人车一样自己来规划路径。不过，在新京报对北京人形机器人创新中心首席技术官唐剑的采访中，他就提到，和无人车不一样的是，机器人身上的关节很多，控制起来会比无人车复杂得多，所以这是机器人研发中的一个非常大的难点。

另外，这也是许多机器人第一次走进现实生活中，在跑步过程中很有可能会遇到多种突发事件，比如路面不平，有风、观众遮挡等，需要人形机器人有着很强的实时决策能力，否则就很容易出现意外摔跤的情况。此时，遥控辅助操作就能让机器人更加安全，保持平衡，顺利完成马拉松。

人形的半马机器人冠军天工Ultra采用的是“无线跟随技术”，靠着身上的UWB标签，能靠无限信号跟着身前的领跑者来跑。还有些则是遥控器操作。

事实上，遥控并不意味着更简单了。唐剑在接受采访时就表示，操作员边跑边控制，需要做好控制策略，及时发现问题并进行调整。总之，这次马拉松对于控制机器人的人员来说，也是一次有挑战性的验证和测试。

这又是什么黑科技吗？

看了这么多机器人跑步，不难发现它们当中很多都穿了运动鞋。比如身高180 cm的冠军选手天工Ultra（来自优必选科技）穿了一双黑色跑鞋，身高120 cm的“小顽童N2”和“旋风小子N2”则穿着童鞋，这两个“N2”都来自松延动力。

机器人的脚又不会感觉到疼，它们为什么要穿鞋呢？

人类在跑步的时候，会给地面一个向下的冲击力，地面会传来向上的反作用力，如果不穿鞋，这个作用力会通过关节或肌肉来缓冲，如果冲击力过大，就会给人体带来一定损伤。

图1：图片来源：Gifer

对于机器人来说也是一样，它们穿鞋是为了保护昂贵的机械关节。

这次参赛的电动人形机器人是在电机的驱动下动起来的。由于四肢空间有限，机器人较大的关节电机一般安装在远离关节的位置，尽量靠近质心，这样可以减少腿部质量，从而减少惯性，有利于快速行走，能量利用也更高效。

很多机器人选择把较大的电机放置在髋部，所以能看到它们的臀部附近有两个大圆圈。为了让髋部带动腿部运动，需要使用一些传动结构，连杆就是人形机器人中常见的传动结构。

关节中还有各种能使其旋转或者具有弹性的结构，各种元件密集分布在这里，十分复杂，运行时间长了还会发热。所以你也能看到在比赛中后期，很多工作人员忙着给机器人的关节喷散热剂散热。

来自松延动力的N2人形机器人脚踝电机放在了机器人膝盖的侧面，为马拉松做准备训练时，在地面与脚掌的冲击力作用下螺丝被震松了，再加上螺丝本身也有金属疲劳，电机、连杆的连接螺丝出现了被剪切力切断的情况。

于是马拉松团队马上对螺丝做出调整，甚至尝试过给N2机器人的脚底缠防滑胶带，只是胶带很快就磨损了……于是在正式比赛中N2穿上了童鞋。

除了能减震，穿鞋还能防滑，增加稳定性（好多机器人弯着腿走路像小老太太，也是因为这样走得更稳）。这次马拉松比赛中有不少机器人摔倒了，在比赛刚开始时，N2也出现了打滑的情况，工作人员还给它换了一双鞋。

有些机器人选用了特制运动鞋，这些鞋的鞋底有各种黑科技来保护机器人，比如减震凝胶层能吸收60%的冲击力，避免精密传感器被震坏；嵌入式陀螺仪调整足底压力分布；蜂窝状鞋垫分解横向扭力……

图3：赛场上一些穿了鞋的机器人。丨xx书截图

不过，机器人穿鞋也暴露了一些短板，比如它们的鞋底很容易被磨穿；机器人的脚太硬，鞋面容易开裂；还有散热问题。

所以为了让机器人跑得更快、更稳，还有很多细枝末节的地方需要升级。（胶带或成此次马拉松最大赢家，不仅能缠脚底减震，旋风小子的头掉了都是靠胶带粘上的。）

机器人会跑步才几十年

而且刚长出上半身？

已经很厉害了！

从蹒跚学步到奋起奔跑，机器人掌握双足行走的能力都经历了哪些重要时刻？20世纪60年代，机器人领域刚刚起步，科学家们就已将目光投向双足行走机器人的研发。不过，在能制造出全尺寸人形机器人之前，研究者先主要研究“下半身”机器人。

比如，美国通用电气公司在1965年率先推出了一款名为“Walking Truck”的实验性双足机器人。它的外观像是架在两条机械腿上的卡车底盘，腿部结构简单，依靠预先编程的动作，能以缓慢而笨拙的方式行走。几乎同一时期，日本早稻田大学的加藤一郎教授团队也在进行相关研究，开发了一系列早稻田腿式（WL）机器人。1967年发明的WL-1人工下肢拥有双足运动的基本功能。

那时候的机器人还只有下半身。｜Md. Akhtaruzzaman & Amir A. Shafie

早期双足机器人行走控制主要依靠预先编程的固定步态模式。研究人员根据对人类行走的观察，计算出机器人腿部关节运动轨迹，并将这些数据编入程序。但由于缺乏实时环境感知和自适应能力，机器人在面对复杂地形或突发状况时，几乎毫无应对能力，一旦地面不平整或出现障碍物，就极易摔倒。

20世纪80年代至90年代，研究人员开始为机器人配备各类传感器，使其能感知周围环境，从而对行走动作进行实时调整。与此同时，研究人员也在抓紧给机器人安装上半身。1986年，本田公司启动了P系列机器人项目，最终在1996年推出ASIMO——全球首个能稳定行走、跑步甚至上下楼梯的仿人机器人，跑步速度为9 km/h。ASIMO采用动态平衡控制技术，结合陀螺仪和加速度传感器，实现了类人步态的自然运动。

2000年的机器人就已经可以跑起来了，不过它的续航能力太差，充一次电只能维持一小时。｜make a gif

亦庄这次举办的人形机器人半程马拉松，赛道涵盖平地、坡道、石子路等多种复杂地形。想要在多变的地形上让机器人跑起来，机器人就要有非常快的反应能力，但是机器人没有“本能”，只有计算机程序，为了不摔，它必须实时计算未来几百毫秒内的重心、速度、姿态的细微变化，并在毫米、毫秒中控制几十个关节协同动作。

能做到这一点，只有靠2020年后，不断进化的人工智能技术，将视觉与听觉的信息汇总到AI大模型中，经过模型分析后，向各个零件下达行动指令，机器人就能知道下一步如何跨出去，然后顺利跑起来了。

参考资料

遥控

[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