官方网站-首页

【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圆满落幕，天工机器人以卓越表现夺得冠军。这场赛事不仅展现了人形机器人的运动能力，更引发了人们对机器人技术未来应用的广泛思考。从技术挑战到实际应用，人形机器人正逐步跨越界限，向更广阔的生活场景迈进。本文将深入探讨人形机器人跑马拉松背后的技术秘密及其未来的无限可能。

4月19日，全球首个人形机器人半程马拉松在北京亦庄成功举办。来自北京、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(zhòng)约(yuē)55kg，体(tǐ)型(xíng)上(shàng)接(jiē)近(jìn)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(zài)跑(pǎo)步(bù)中(zhōng)，摄(shè)/丁(dīng)崝(zhēng)

人(rén)形(xíng)机(jī)器(qì)人(rén)跑(pǎo)半(bàn)马(mǎ)，

对(duì)硬(yìng)件(jiàn)的(de)挑(tiāo)战(zhàn)有(yǒu)多(duō)大(dà)？

要(yào)让(ràng)一(yī)个(gè)机(jī)器(qì)人(rén)跑(pǎo)半(bàn)马(mǎ)，远(yuǎn)不(bù)是(shì)“装(zhuāng)两(liǎng)条(tiáo)腿(tuǐ)”那(nà)么(me)简(jiǎn)单(dān)。从(cóng)起(qǐ)跑(pǎo)到(dào)冲(chōng)线(xiàn)，机(jī)器(qì)人(rén)不(bù)仅(jǐn)要(yào)完(wán)成(chéng)每(měi)一(yī)个(gè)精(jīng)密(mì)的(de)动(dòng)作(zuò)，还(hái)要(yào)同(tóng)时(shí)应(yīng)对(duì)电(diàn)量(liàng)告(gào)急(jí)、电(diàn)机(jī)过(guò)热(rè)、路面(miàn)颠(diān)簸(bǒ)等(děng)现(xiàn)实(shí)挑(tiāo)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，才能支撑机器人稳定奔跑。像天工Ultra这样个子高、体重大，惯性大的机器人，控制起来就更难，尤其是在奔跑时，每个关节都得协同(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)一块电池大约能跑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(jī)器(qì)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(rén)形(xíng)机(jī)器(qì)人(rén)学(xué)跑(pǎo)步(bù)，

到(dào)底(dǐ)有(yǒu)多(duō)难(nán)？

奔(bēn)跑(pǎo)过(guò)程(chéng)中(zhōng)，机(jī)器(qì)人(rén)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，避免摔倒或失去平衡。这背后，是一整套从学习到实践的训练流程。

可以说，跑马拉松是一次对人形机器人“真实能力”的考验。每一个动作、每一次判断，都是对“机器人能否真正适应现实世界”的测试。

那么，机器人是怎么学会跑步的呢？简单来说，机器人得先“看会”，再“练会”，最后“真跑起来”。

“我们采用的是‘强化模仿学习’的方法，让机器人在仿真环境中自主训练，学会如何稳定地奔跑”。郭宜劼介绍说，“在虚拟训练过程中，机器人不仅要反复练习各种动作，还要适应不同复杂地形的挑战，并不断优化自己的运动策略。与此同时，我们也设计了对自身状态和外部环境的实时感知模块，使它能够准确判断地形起伏、路面变化，以及自身的姿态是否稳定。这整套训练框架，就是为了让机器人在真(zhēn)实(shí)世(shì)界(jiè)中也能稳定、持续地跑起来。”

具体来说：

第一步是模仿。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”。

第三步是真实上场测试。机器人在现实环境中训练跑步，如果摔倒了就站起来重新学，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(shuō)，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日常生活实际应用中。身高与人相仿的机器人可以操作真实人类工具，对电力线路、设备进行贴近检测，这是小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(qiú)一(yī)半(bàn)；具(jù)身(shēn)智(zhì)能(néng)相(xiāng)关市(shì)场(chǎng)规(guī)模(mó)也(yě)将(jiāng)突(tū)破(pò)52亿(yì)元(yuán)。

“跑(pǎo)”只(zhǐ)是(shì)开(kāi)始(shǐ)。未(wèi)来(lái)，人(rén)形(xíng)机(jī)器(qì)人(rén)不(bù)仅(jǐn)要(yào)能(néng)跑(pǎo)、能(néng)走(zǒu)，还(hái)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(gòng)同(tóng)进(jìn)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