4 月 19 日，北京亦莊舉辦了全球首個(gè)人形機(jī)器人半程馬拉松比賽。在這近 21.1 公里的賽道上，數(shù)萬名人類選手和人形機(jī)器人將一起奮力奔跑。這場比賽，是人類與機(jī)械，體育與科技的融合。

盡管賽場上的人形機(jī)器人成績不如人類（第一名花了2小時(shí)40分42秒跑完），但人形機(jī)器人能參加半馬比賽已經(jīng)非常不容易了。從蹣跚學(xué)步到在賽道上奔跑，人類科學(xué)家和工程師努力了 60 多年的時(shí)間。

人形機(jī)器人，走起來不容易

在很久以前，人們就開始制造類似于人形的機(jī)械設(shè)備了，比如在 500 多年前，達(dá)·芬奇就設(shè)計(jì)了“機(jī)械騎士”。在 90 多年前，也出現(xiàn)過巨大的機(jī)械“鐵皮人”，但它們算不上真正意義上的機(jī)器人，也沒有辦法自己行走。

達(dá)·芬奇的“機(jī)械騎士”，圖片來源：Wikipedia

和其他機(jī)器人一樣，人形機(jī)器人需要解決的難題有很多，但人形這個(gè)特殊的形態(tài)，讓它們在站立和行走上，要面對更多挑戰(zhàn)。

人形機(jī)器人和四足機(jī)器人不同，四足機(jī)器人的重心更容易保持在支撐面內(nèi)，而人形機(jī)器人屬于雙足機(jī)器人，支撐面積更小，重心一旦超出支撐面，很容易摔倒。

20 世紀(jì) 60 年代末，米奧米爾·武科布拉托維奇（Miomir Vukobratovi?）和達(dá)沃·尤里奇（Davor Juri?i?），提出了零力矩點(diǎn)（Zero Moment Piont）概念，詳細(xì)解釋這個(gè)概念需要列很多公式，這里咱們知道它能幫助我們讓機(jī)器人站穩(wěn)的條件就行了。零力矩點(diǎn)后來成了雙足、四足機(jī)器人的步態(tài)規(guī)劃里的重要的概念，算是人形機(jī)器人發(fā)展史上一個(gè)重要的里程碑。而接下來，我們就回來顧一下，機(jī)器人是怎么一步一個(gè)腳印“走”起來的。

WL-3 主從式行走機(jī)器人

而且在制造全尺寸人形機(jī)器人之前，研究者先是使用了“半身”機(jī)器人對人形機(jī)器人的步態(tài)進(jìn)行研究。

WL-3 主從式行走機(jī)器人，圖片來源：Humanoid Robotics Institute, Waseda University

WABOT-1

世界上第一個(gè)全尺寸人形智能機(jī)器人，是 1972 年，日本早稻田大學(xué)建造的 WABOT-1。雖然叫人形機(jī)器人，但它看起來更像是個(gè)樂高積木塊搭起來的“方塊人”。

WABOT-1 機(jī)器人，圖片來源：Humanoid Robotics Institute, Waseda University

雖然看起來有點(diǎn)方，但是它能通過早期的傳感器探測周圍的障礙物，并且能夠顫顫巍巍地邁腿行走，在人形機(jī)器人的發(fā)展史上，有著特別的地位。

ASIMO

人形機(jī)器人領(lǐng)域另一個(gè)重要的里程碑，要數(shù)本田公司的 ASIMO 了。

ASIMO 機(jī)器人，圖片來源：Wikipedia

它其實(shí)并不是本田公司研制的第一款人形機(jī)器人，早在 1980 年代，本田公司的人形機(jī)器人計(jì)劃就已經(jīng)開啟了。本田公司也是從“半人形”機(jī)器人（E 系列）開始的，到了 90 年代，才開始開發(fā)更接近人形的 P 系列機(jī)器人。

只有兩條腿的本田E系列機(jī)器人 E-0，圖片來源：Wikipedia

本田 1993 的“大腦袋”P-1 機(jī)器人，圖片來源：Wikipedia

2000 年發(fā)布的 ASIMO，就是在 P 系列機(jī)器人的基礎(chǔ)上改進(jìn)優(yōu)化而來的。它的外形像一個(gè)穿著宇航服的人類，能夠自己檢測周圍的環(huán)境，規(guī)劃路徑行走。并且能夠與周圍的人類互動、打招呼。

自從發(fā)布之后，ASIMO 機(jī)器人開始了它在全世界范圍內(nèi)的巡演展示。雖然它的運(yùn)動能力不及現(xiàn)在能轉(zhuǎn)手絹以及后空翻的 H1，但在當(dāng)時(shí)，它的表現(xiàn)已經(jīng)引起了轟動。讓人形機(jī)器人“出圈”了一把。

蘇菲亞與 ATLAS

進(jìn)入 21 世紀(jì)之后，人形機(jī)器人的發(fā)展就更迅速了，它們要么在外形、神態(tài)語言上更接近人類?；蛘咴谶\(yùn)動能力與環(huán)境互動方面更接近人類。

比如，2015 年漢森機(jī)器人公司的索菲亞機(jī)器人誕生，就屬于前者，它模擬人類的外表和說話方式，并且能夠識別對話者的情緒。

索菲亞機(jī)器人，圖片來源：Wikipedia

在 2017 年，索菲亞獲得了沙特阿拉伯公民的身份，成為了第一個(gè)獲得某個(gè)國家公民身份的機(jī)器人。雖然這件事曾經(jīng)引發(fā)過爭議，但也算是從另一個(gè)角度引起了人們對人形機(jī)器人的關(guān)注。

幾乎就在索菲亞引起熱議同一時(shí)間，波士頓動力公司（Boston Dynamic）也發(fā)布了自己的 ALTAS 展示視頻，相比于之前的 ASIMO，ALTAS 的運(yùn)動能力確實(shí)有了飛躍式的提升。能夠“障礙跑”，拿起箱子搬到指定位置，以及后空翻。

“工作”中的 ATLAS，圖片來源：波士頓動力官網(wǎng)

但強(qiáng)大的 ATLAS 也有一個(gè)致命問題，成本過高。一臺 ATLAS 的價(jià)格動輒上百萬美元。相比之下，崛起的國產(chǎn)人形機(jī)器人，正在解決這一問題。

崛起的國產(chǎn)人形機(jī)器人

我們國家的全尺寸人形機(jī)器人出現(xiàn)得也不算晚，比如 2000 年就誕生了由國防科技大學(xué)研制的“先行者”。

國防科技大學(xué)研制的“先行者”機(jī)器人，圖片來源：Wikipedia

以現(xiàn)在的視角，從外觀上看，先行者確實(shí)是挺簡陋的，但經(jīng)過 20 多年的發(fā)展，我們國家的人形機(jī)器人已今非昔比了。現(xiàn)在的國產(chǎn)機(jī)器人，不光外形上看起來頗有“科技感”，運(yùn)動能力也有了極大提升。

比如本次機(jī)器人半馬奪冠的北京人形機(jī)器人創(chuàng)新中心的“天工機(jī)器人”，它能以每小時(shí) 6 公里的速度奔跑，沖刺速度最大能達(dá)到每小時(shí) 12 公里，同時(shí)還能應(yīng)對上下臺階以及崎嶇的路面。

天工機(jī)器人 拍攝者：丁崝

松延動力的 N2 個(gè)頭小一些，只有 1.2 米高，但它同樣有著高超的運(yùn)動能力，除了跑步，還能原地后空翻。

N2 機(jī)器人 拍攝者：丁崝

此外，曾經(jīng)在 2025 年央視春晚上“轉(zhuǎn)手絹”的宇樹科技機(jī)器人，同樣也是運(yùn)動高手。宇樹科技的 H1 機(jī)器人不僅能轉(zhuǎn)手絹，也能原地后空翻，還能以每秒 3.3 米（約每小時(shí) 11.9 公里）的速度前行。

宇樹科技的另一款人形機(jī)器人 G1，行進(jìn)速度也能達(dá)到每秒 2 米（約每小時(shí) 7.2 公里）。值得一提的是，宇樹科技的 H1 和 G1 人形機(jī)器人，售價(jià)分別在 65 萬元人民幣和 9.9 萬元人民幣。相比于動輒上百萬美元的 ALTAS，宇樹科技的機(jī)器人會率先走進(jìn)普通人的生活，這樣高性能，低成本的人形機(jī)器人，也吸引來了國際同行的關(guān)注。

就在今年 2 月召開的 3DEXPERIENCE WORLD 2025 峰會上，波士頓動力公司的聯(lián)合創(chuàng)始人馬克·雷伯特（Marc Raibert）也表示，自己的研究所購買了宇樹科技的人形機(jī)器人，進(jìn)行“深入了解”。

雖然人形機(jī)器人現(xiàn)在的跑步姿勢還有些稚拙，但也許不久的將來，它們就會在跑步這件事上反超人類，就像曾經(jīng)國際象棋機(jī)器人、圍棋機(jī)器人超越人類一樣。

而每一次機(jī)器對超越人類，實(shí)際上都是人類智慧的一次突破。

參考文獻(xiàn)

[1]https://www.unitree.com/cn/g1

[2]https://www.unitree.com/cn/h1

[3]https://www.humanoid.waseda.ac.jp/booklet/kato_2.html

[4]https://noetixrobotics.com/products-138.html

[5]https://x-humanoid.com/download/%E7%BD%91%E7%AB%99-lite%E5%A4%A9%E5%B7%A5%E7%94%A8%E6%88%B7%E6%89%8B%E5%86%8C_0326.pdf

策劃制作

作者丨田達(dá)瑋 科普創(chuàng)作者

審核丨于乃功 北京工業(yè)大學(xué)教授

策劃丨丁崝

責(zé)編丨丁崝

審校丨徐來、林林

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