天工1.2max机器人创纪录完成全球首场半程马拉松,赛博跑姿成亮点

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多年后,当面对回收站时,天工 1.2max 会回想起那个清晨。那个清晨很遥远,它的创造者曾带它去参加马拉松。

全球首场人形机器人半程马拉松比赛刚刚结束,第一位冲线的机器人已经诞生,它是天工 1.2max,全程用时 2 小时 40 分 24 秒。

在这场赛事中,关注谁会夺冠不如看看这些机器人的赛博跑姿有意思。 或者 这场赛事里,看看这些机器人的赛博跑姿比关注谁会夺冠更有意思。 或者 相较于关注谁会夺冠,在这场赛事里看看这些机器人的赛博跑姿更有意义。

实际上,本次比赛也为了验证机器人在不同场景的实用性。

这次参赛的人形机器人形态各异且各有特点,基本上把国内不同驱动方式和算法流派的机器人都汇聚在了一起。

人类或许才会做出给机器人定义性别的事情。“幻幻”是参赛的机器人选手,且是唯一的“女机器人选手”。

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因为存在续航问题,所以参数机器人在比赛过程中都需要进行充电,这就使得人们期待在现场能否看到宇树机器人那可爱的“亚洲蹲”。

下面,我们就给大家带来首届人形机器人马拉松的赛博跑姿大赏。

赛博跑姿大赏,比人类更状况百出

机器人“跑马”并非是机器人独自进行,会有两三名人类队友在旁辅助。整个队伍一起参赛,所以不但要求机器人具备奔跑的能力,还对人类与机器人之间的配合进行考验。

机器人作为理性和秩序感的代表,在这场 21 公里的马拉松比赛中,比人类更常出现状况,情况更多。

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上过春晚的“大网红”宇树机器人起跑前自信地挥了挥手,然而一出发它就“怯场”了,不愿继续前行,必须得有人类队友不断地“鼓励”并引导它,这样它才能勉强地曲线前进。

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说是马拉松,然而机器人并非全都在快速奔跑。很多机器人是以求稳为主要目的,选择以“竞走”的方式参赛。

EAI 机器人的时速仅有 5.4 公里,它的松弛感十足。它竟然超过了那些一个个跑摔的机器人,这诠释了一种“慢既是快”的人生哲学。

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还有不少机器人参赛的目的并非是为了获得名次,它们主要是来刷一下存在感的。在行走的过程中,它们会突然对着镜头开始表演起来。

机器人选手体型差异很大。高个儿虽有长大长腿,但不一定比小个子机器人有优势。小个子机器人能实现更高步频的“大暴走”,其前进速度可能更快。而且小个子机器人重心更低,稳定性更好。

机器人不会喊累,它会依靠光电量。比赛既鼓励用一个机器人和一个电池来完成比赛,也允许在中途更换电池或者同一型号的机器人。然而,如果不在中途设置的补给站中更换电池,或者更换了机器人,就会遭遇罚时。

机器人马拉松比赛的最终成绩是由实际时间和罚时共同决定的。所以,可能会出现这样的结果,即首个冲线的队伍并非是冠军。

即使在补给站进行电池更换操作,计时也依然不会停止。在这种情况下,所考验的便是与人类队友之间的默契配合。同时,也有部分机器人采用了“不停机换电池”的方案,以此来对整个更换电池的时间进行压缩。

续航会告急,长时间行走会使机器人关节过热,需要人类队友及时为其喷射冷却液,这也是在对一种平时在实验室中少见的场景进行测试。

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比赛持续进行着,越来越多的机器人纷纷倒地。其中,人气最高且持续领跑的天工 1.2max 在行进约 15 公里时摔倒了。团队立刻上前,将候补选手替换了上去。

不过,这点小插曲没有影响到天工团队的势头。第一位人类选手完成冲线之后过了 1 小时 38 分,天工 1.2max 成为了史上第一位马拉松撞线的机器人。

天工 1.2max 的身高是 180 厘米。它拥有一双在机器人领域较为少见的“大长腿”。平时实测的平均时速能够达到 10 千米每小时。在比赛过程中,录得的时速为 8 至 10 千米每小时。

天工队发言人魏嘉星表示:

我们成功攻克了本体的稳定性难题,也攻克了轻量化设计关节长时间运动易发热的硬件难题。同时,通过优化运动控制算法,进一步增强了关节的协调运动能力,增强了步态的协调能力,还增强了复杂地形的通过能力等。在参赛过程中,配速处于 7 至 8 千米/时。

机器人马拉松的奖牌设计很巧妙。它融合了芯片电路与城市纹理。还能“变形”成一个小机器人。这非常契合首块为机器人颁发的马拉松赛奖牌的特殊意义。

马拉松比赛有一句名言,那就是“参赛即胜利,完赛即英雄”。对于机器人而言更是这样。敢于参加这场比赛的企业或者开发者,其一,要对自家的技术有足够的自信;其二,要投入大量的时间成本;其三,要投入大量的人力成本;其四,要投入大量的金钱成本。

过程比名次更重要

春晚上过了,大街逛过了,跟斗翻了,深蹲做了,人形机器人在今年频繁地出圈刷屏。这次的“半马”并非只是单纯的噱头和刷热度,而是对人形机器人的性能和稳定性进行了一次前所未有的考验,既需要用到机器人的智力,也需要用到机器人的“体力”。

大部分机器人并非是为马拉松赛事这类长时间高速行走而打造的,所以需要有针对性地进行二次开发。

天工团队表示,在赛前要对机器人进行结构减重。要寻求质量与强度之间的平衡点。还要针对机器人的腿部进行耦合设计。要完善导热技术和风冷散热技术。以此来提升运动稳定性和续航能力。

赛道全程 21 公里,包含多种地形和路况。有平坦路面,还有最大 9°的微倾斜坡道,部分路段需要转弯,并且存在潜在的不平整路段。机器人不能使用轮子或其他物理外挂,必须以“两条腿走路”的方式来完成比赛。

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其实人类和机器人比拼的素质很类似:一是能量代谢效率,二是运动控制精度,三是环境适应能力。对于机器人而言,一是续航能力和能耗管理,二是通行能力和姿态的稳定性,三是控制算法。

机器人的双足行走需要复杂的动态平衡算法以维持稳定。面对不同的路况时,需要实时对重心进行调整,从而实现自适应动态平衡,并且要控制好动力与制动。

对比人机的跑步姿势可以发现,机器人行进时会更加贴地。并且机器人不会像人类那样身体微微前倾。相比于速度而言,机器人前进的稳定性更为重要。

损耗问题是人形机器人长时间行走必然要面对的大考验。参赛者灵宝 CASBOT SE 原本具备更快奔跑的能力,但团队最终决定将速度限制在 5km/h,这样做是为了防止机器人长时间高速运行对其寿命和结构造成较大的损耗。很多机器人还穿上了人类的运动鞋,以增强对机体的保护。

不少参赛选手并非专门为行走能力和耐力的构建而参赛,却也选择参加这次比赛。他们将输赢名次置于次要位置,更多的是希望走出实验室,在更真实且综合的环境中接受测试。

北京最近的天气状况不是很好,这尤其考验了机器人适应不同环境干扰的能力。 最近北京的天气欠佳,这进一步考验了机器人应对不同环境干扰的能力。 北京近期的天气不是很理想,这对机器人适应不同环境干扰的能力是一种考验。

参赛的机器人包含多种不同技术路线。其一,在驱动方式方面存在差异:冠军天工 1.2max 采用的是性能稍弱的纯电机驱动,而其他选手则采用肌腱驱动、气动驱动等技术。

在算法方面,有些机器人采用强化学习的路线,能够依据所处的环境自动对行走策略进行优化;还有些机器人走端到端学习的路线,通过传感器的输入实时生成控制指令。

内行人能够看出其中的门道。多种不同的方案在实际环境里一同进行竞争。这样做可以让企业与机器人产品相互对比并学习。它们能够吸取彼此的长处,弥补自身的短处。从而为未来的迭代找准方向。

一些参赛机器人企业的负责人表示,机器人“跑马”能够验证技术的成熟度,还能推动行业标准的建立,并且能够进一步倒逼技术创新。上午在进行比赛,到了下午就举办了“人形机器人未来趋势”论坛,团队在此分享经验,同时探讨产业的落地路径。

从一个时间范围较短的角度来看,我们记忆最为深刻、讨论最为频繁的,或许都是在“跑马”过程中那些机器人的一个个翻车时刻。

如果在五年后回看这场比赛,它会成为人形机器人发展史上一个有特殊意义的里程碑事件。那些“翻车瞬间”成为了机器人成长的养分,最终促使未来提前到来。如果在十年后回看这场比赛,它同样会成为人形机器人发展史上一个意义独特的里程碑事件。那些“翻车瞬间”也成为了机器人成长的养分,最终加快了未来的进程。

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附录:机器人半马参赛选手一览

天工队的天工 1.2max,其身高为 180cm,体重是 52kg,平均时速达到 10km/h。

钛虎队的 TI70A,其身高为 170cm,体重是 48kg,并且单手负载能够达到 5kg。

神农机器人队的神农,其身高为 173 厘米,体重是 50 千克,并且搭载了先进的电动推进航空动力系统。

轩辕机器人队的轩辕,身高为 172 厘米,体重是 88 千克,手臂的负载大约为 20 千克,并且具备 AI 智能问诊系统。

BoosterTI 属于亦马当先队,其身高为 120 厘米,体重是 30 千克,能够在一秒内完成摔倒后起立的动作。

清华通班队的 Kuavo(夸父),其身高为 166 厘米,体重是 55 千克,奔跑速度能够超过 7 千米每小时。

-逐日行者队:逐日行者,身高180cm,体重45kg

北职大的“0306”小巨人队,其小巨人身高为 75cm,能够实现拟人化且运动范围可达 180 度。

灵宝机器人队的 CASBOT SE,其身高为 70 厘米,体重是 48 千克。

城市之间的科技队是众擎 PMOI,它的身高为 138 厘米,体重是 40 千克。

-城市之间科技队:宇树GI,身高132cm,体重35kg

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旋风小子队的是松延动力 N2,它身高 120 厘米,体重 30 千克,既可以跳跃,又能够冲刺。

-小顽童:松延动力N2,同上

-湛沪冲锋龙卷风队:Zbot-I600

巴音布鲁克的王是 ZBOT-MiniWalker-800,且这是永远的。

钢宝队的幻幻机器人,其身高为 170 厘米,体重是 55 千克,能够支持 1 米每秒的行走速度,续航时间为 4.5 小时。

-行者二号队:行者二号,体重28kg,续航6小时以上

-EAI队:卓益得X02,身高170cm,体重30kg

-半醒机器人队:精灵,身高140cm,体重32kg

青心 Orca 队的青心 Orca,其身高为 145 厘米,体重是 40 千克,具备泡咖啡的能力,也能调酒,还可以送花。

海派兄弟队的 Mini Hi,中文名是小海,其身高为 82cm,体重是 17kg。

-飞天队:XAI-Lite