人形機器人“小考”:半馬“跑得快”不是終點,加速“長腦子”才能領(lǐng)跑
南方財經(jīng)全媒體記者譚硯文 廣州報道
北京亦莊,從前發(fā)生在科幻片中的一幕正在現(xiàn)實中上演。
4月19日早上7點半,全球首個人形機器人半程馬拉松在北京亦莊鳴槍開跑,20支人形機器人賽隊的“鋼鐵選手”與9000余名人類選手共同完成21.0975公里的比賽。
本次參賽的機器人來自北京、上海、廣東、寧夏等地,機器人賽道上,不同形態(tài)的機器人同場角逐,有的機器人是1米8的“大高個”,有的機器人則看起來像“小朋友”,它們或像人類一樣擺臂大步奔跑,或邁著“小碎步”高頻率前進。
最終,來自北京人形機器人創(chuàng)新中心、廣東人形機器人企業(yè)優(yōu)必選參與研制的“天工UItra”以2小時40分42秒的成績,率先沖過終點線。
今年以來,人形機器人的運動能力受到廣泛關(guān)注,宇樹科技的G1人形機器人登上春晚扭秧歌、轉(zhuǎn)手絹,眾擎機器人實現(xiàn)了全球首例平地起身前空翻。應(yīng)用領(lǐng)域也由此拓展,例如園區(qū)巡檢、賽事“球童”、服務(wù)志愿者甚至搭建舞臺等。
在業(yè)內(nèi)人士看來,亦莊半馬正是人形機器人行業(yè)的一次“小考”——考續(xù)航能力、穩(wěn)定性以及速度。成績的優(yōu)劣并不是重點,更重要的是,通過這次人機半馬,驗證產(chǎn)業(yè)發(fā)展成果,推動技術(shù)更好地服務(wù)于人。亦莊半馬驗證了人形機器人的運動能力,但“能跑會跳”不是終點。人形機器人真正的突破在于向“聰明好用”進化——通過AI提升感知和決策能力,替代需要長期訓練的人類崗位。
正如智能手機重塑生活,人形機器人正從實驗室逐步走向工作生活場景,一個屬于它們的時代在加速到來。
一場人形機器人“小考”
4月19日上午,北京南海子公園,一場“人機共跑”拉開序幕,20支參賽隊伍根據(jù)測試賽成績相繼出發(fā)。
“機器人加油!”“機器人跑快一點!”現(xiàn)場跑者和觀眾不斷為人形機器人加油打氣。機器人賽道上,機器人形態(tài)各異,天工隊的“天工UItra”是個1米8的“大高個”,邁著“大長腿”擺臂大步奔跑;旋風小子隊的松延動力N2則個頭較小,憨態(tài)可掬得像“小朋友”,高頻率踏步前進。
當前,長距離奔跑對于人形機器人仍是不小的挑戰(zhàn),完賽已是一定程度的巨大成功。
那么這場人形機器人“小考”,考的是什么?
首先,考耐力。半馬比賽全長21.0975公里,對跑者來說,跑馬最重要的是完賽。對人形機器人而言,續(xù)航能力是完賽的關(guān)鍵。
本次賽事中,機器人可途中更換電池或接力完賽,如更換機器人將每次罰時10分鐘,“換電”則無罰時,最終成績綜合完賽時間與機器人更換次數(shù)評定。
在比賽過程中,工作人員隨時關(guān)注機器人的狀態(tài),給人形機器人換電池,或在其關(guān)節(jié)處噴壓縮空氣,讓機器人迅速降溫散熱。
參賽選手中,來自上海卓益得的“行者二號”續(xù)航能力較為出眾,能夠續(xù)航6小時以上。據(jù)了解,“行者二號”采用高強度、輕量化的復(fù)合材料,基于被動行走原理的方式,不僅讓機器人的步態(tài)更自然,還能降低電機的用力,減輕所需電池和關(guān)節(jié)的重量,提高待機和續(xù)航能力。
其次,考穩(wěn)定。人形機器人跑步是否會摔倒備受關(guān)注,戶外環(huán)境的上坡、避障、轉(zhuǎn)彎等都是考驗。
人形機器人跑步依賴于機械結(jié)構(gòu)和算法控制,需要快速在“雙支撐”和“單支撐”之間切換,并克服短暫的騰空階段,同時實時調(diào)整重心保持穩(wěn)定,這對平衡控制要求極高。
賽場上,機器人奔跑的狀態(tài)各異,有的重心較高,小腿質(zhì)量較輕,可以擺臂大幅奔跑,有的選擇不擺臂,走路前進。比賽過程中,機器人摔倒的情況確有發(fā)生,在工作人員扶起或更換機器人后繼續(xù)比賽。
佛山市順德區(qū)機器人協(xié)會秘書長陶淵明向南方財經(jīng)全媒體記者介紹,機器人跑步的穩(wěn)定性涉及高精度控制各關(guān)節(jié)協(xié)調(diào)運動,這考驗的是核心算法與小腦開發(fā)。避障、判斷路面情況等功能,則考驗機器人的視覺和感應(yīng)器,這靠機器人的大腦,也就是人工智能來完成。
來自鈦虎機器人的T170A,身高1.7m,體重48kg,在平衡性方面表現(xiàn)出色,即使受到外力干擾仍能迅速恢復(fù)運動時的平穩(wěn)狀態(tài)。
鈦虎相關(guān)負責人接受南方財經(jīng)全媒體記者采訪時表示,T170A腿部關(guān)節(jié)的扭矩密度高達220Nm/kg,能輕松完成如單腿跳躍等高難度動作,可應(yīng)用于工業(yè)自動化、搜索救援、醫(yī)療輔助、家庭服務(wù)等領(lǐng)域。去年,鈦虎的銷售額已達到5000萬元。
此外,考速度。機器人的運動速度靠什么實現(xiàn)?據(jù)了解,機器人的運動主要靠電機和驅(qū)動來完成,扭矩和轉(zhuǎn)速均會影響速度,同時采用輕量化材料可以通過減重提速。此外,關(guān)節(jié)設(shè)計也起到關(guān)鍵作用,如膝關(guān)節(jié)和髖關(guān)節(jié)的活動范圍和響應(yīng)速度會影響到運動的速度和靈活度。
本場比賽中,天工隊的“天工UItra”以2小時40分42秒的成績,率先沖過終點線,F(xiàn)場工作人員表示,天工的成績比預(yù)期快30分鐘,這與領(lǐng)跑員的節(jié)奏有關(guān)。
“天工Ultra”前面有一名領(lǐng)跑員,相比其他機器人需要工作人員用遙控器控制奔跑,“天工Ultra”可以利用傳感器檢測“領(lǐng)跑員”的運動狀態(tài),自己規(guī)劃路線。
“天工UItra”身高1.8米,用于大功率的一體化關(guān)節(jié)、低慣量腿部結(jié)構(gòu)設(shè)計,是北京人形機器人創(chuàng)新中心最適合奔跑的“選手”,可實現(xiàn)10公里/小時的穩(wěn)定奔跑,最快速度可達到12公里/小時。
對于人形機器人而言,“跑得快”有何意義?
提升運動能力是人形機器人發(fā)展一個必經(jīng)的階段。業(yè)內(nèi)人士透露,當前人形機器人還處于“嬰幼兒”階段,正在學習如何協(xié)調(diào)身體,隨著平衡性和適應(yīng)性的進一步提升,未來將逐步突破靜態(tài)作業(yè)的局限,在復(fù)雜環(huán)境中展現(xiàn)出類似人類的動態(tài)穩(wěn)定性。
從“能跑會跳”到“聰明好用”
亦莊半馬正是對人形機器人運動能力的一次“練兵”檢閱。
一位人形機器人公司相關(guān)負責人告訴南方財經(jīng)全媒體記者,亦莊半馬以體育賽事的形式提升了大眾對機器人行業(yè)的關(guān)注度,促進了資本和資源的流入,從而提升研發(fā)速度和行業(yè)發(fā)展速度。
“科技與體育的結(jié)合進一步拓展了人形機器人在體育領(lǐng)域的范圍,人形機器人可以跑馬拉松,證明它們可以在復(fù)雜環(huán)境中負重運動,可以做‘球童’、園區(qū)巡檢、服務(wù)志愿者甚至搭建舞臺工人等!鄙鲜鋈耸糠Q。
但是,“跑得快”“跳得高”并不是人形機器人發(fā)展的最終目的,更重要的是從“能跑會跳”向“聰明好用”進化。這意味著,提升運動能力只是前提,更重要的應(yīng)該是大腦,也就是人工智能的發(fā)展應(yīng)用,讓人形機器人更趨向于人。
中國國家創(chuàng)新與發(fā)展戰(zhàn)略研究會學術(shù)委員會常務(wù)副主席、重慶市原市長黃奇帆近日曾公開發(fā)言表示,真正的機器人,一是要有人的大腦,有對事物區(qū)別分辨的判斷能力、聯(lián)想能力、創(chuàng)新能力;二是要有五官,即視覺、聽覺、嗅覺、味覺與觸覺;三是五官加大腦,應(yīng)當有對各種生活工作場景進行條件反射和各種判斷,思考選擇最優(yōu)化路徑的能力。
“相比工業(yè)機器人的應(yīng)用領(lǐng)域,人形機器人最大的優(yōu)勢就是和人類相似,可以完成抓取物品、分揀等更精細化的操作,還可以進行語言交流!睆V東高科技產(chǎn)業(yè)商會會長王理宗告訴南方財經(jīng)全媒體記者。
在北京,亦莊半馬展現(xiàn)了一場“人機共跑”的角逐。近日在廣州,第137屆廣交會的服務(wù)機器人專區(qū)內(nèi),人形機器人上演了一場“表演秀”,靈活展現(xiàn)握手、打招呼、抓握水瓶、左右手交互物品等動作。
魔法原子人形機器人“小麥”吸引了許多采購商的注意,相關(guān)負責人告訴南方財經(jīng)全媒體記者,“小麥”已用于門店導購、工廠兩個場景,其中,在工廠可執(zhí)行產(chǎn)品檢測、物料搬運、零件取放、掃碼入庫等作業(yè)。
除了在工業(yè)場景中,人形機器人在服務(wù)行業(yè)也有廣泛應(yīng)用前景,由于其形態(tài)結(jié)構(gòu)和感知系統(tǒng)類似于人類,人形機器人能夠更自然地適應(yīng)人類設(shè)計的環(huán)境和工具,執(zhí)行多樣化的復(fù)雜操作。
在“跑得快”的背后,更需注意的是落地應(yīng)用的難點。
王理宗認為,人形機器人的應(yīng)用和商業(yè)化難點在于,一方面,人形機器人還處在萌芽階段,許多技術(shù)如運動控制、感知與識別、人機交互等,仍需要進一步的突破和完善。另一方面,人形機器人的發(fā)展也面臨著倫理和法律方面的挑戰(zhàn),目前沒有針對人形機器人行為的法律標準,如何保護人類的隱私和安全等都是待解決的問題。
陶淵明表示,人形機器人未來的發(fā)展應(yīng)當依托其多模態(tài)感知系統(tǒng)、環(huán)境適應(yīng)能力和人工智能算力,在工業(yè)制造、高危作業(yè)等場景中輔助人類完成高重復(fù)性、高強度或危險性任務(wù),通過優(yōu)化人機協(xié)作模式有效降低勞動強度,改善復(fù)雜環(huán)境下的工作條件,從而減少人類職業(yè)性身體損傷風險。
當前,人形機器人產(chǎn)業(yè)有望從“技術(shù)驗證期”向“規(guī)模化商用期”快速過渡。第二屆中國人形機器人與具身智能產(chǎn)業(yè)大會上發(fā)布的《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)模預(yù)計達82.39億元,占全球約50%。
“人形機器人正在向好發(fā)展,有著不可阻擋的前進趨勢!倍辔粡臉I(yè)者向南方財經(jīng)全媒體記者傳達了對行業(yè)的信心。
或許,人形機器人的發(fā)展也正如一場馬拉松——“跑得快”并不是制勝的關(guān)鍵,真正需要的是持續(xù)的技術(shù)沉淀與生態(tài)構(gòu)建,投入足夠的耐心與信心,人形機器人將會成為中國經(jīng)濟的下一個萬億級新賽道。
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