机器人跑步为什么这么难？

今天上午，首个人形机器人半程马拉松在北京亦庄鸣枪开跑。把机器人这个词拆解一下，有“机器”，也有“人”。机器人跑步和人比起来，有什么不同？为什么机器人奔跑这么难，我们人跑起来却这么简单呢？戳视频，跟着“天工”成长日记去一探究竟↓↓↓

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机器人跑步为什么这么难？

我们是如何奔跑的？其实奔跑并不是我们与生俱来的本领，那么它是如何发生的呢？在人和机器人之间，是否存在着某种相似性。北京体育大学运动人体科学学院的老师给出了答案。

北京体育大学运动生物力学教研室主任 李翰君：如果是慢跑，我们主要用踝关节去驱动。小腿后群，踝关节的后面略微发一点力，我们的重心就靠前了，然后我们慢慢地就跑起来了，这是很自然的过程。

记者：我们没有用到大脑吗？

李翰君：最开始用了一下，后面其实都是自然而然完成的。在这个过程中，我的髋关节摆动其实并不是很多，膝关节略微有一点，膝关节起到略微缓冲的作用。

李翰君：可能机器人平衡控制略微有一些问题，所以对它们来说，每一步它的踝或脚都是平着落地的，这样它是比较稳定的。最终它的驱动主要是靠相当于人的髋关节。机器人跑步一直屈膝，我认为是为了缓震。

机器人的奔跑并不像我们人类这般，可以采用顺其自然又省力的奔跑姿态。它们要靠髋关节带动没有什么感知能力的腿和脚去奔跑，每一次落地，膝盖和脚都要经受住全身带来的压力缓冲。这些位置也是天工测试中最容易出问题的地方，一次次问题，都需要关节结构设计、材料等同步提升。机器人这个钢铁之躯，全要靠一个个零件和螺丝组合在一起，每一次克服地心引力的尝试，都是对本体的挑战。而更大的挑战是机器人的反应速度还要做到足够快。

李翰君：对于我们人体的调整来说，会有不同的级别。比如很微观的级别，我需要特别快反应，当你的重心靠前了，你会发现你的脚趾有点扒地的感觉，这就是自然而然的。这个反射速度会很快，只有几十毫秒。而如果你是用眼睛去做判断，这就是有意识的，应该是200毫秒以上，但有的时候200毫秒以上，你就摔倒了。如果机器人的处理速度不够快，它就也没有办法维持平衡。

总台记者 张春玲：机器人没有“本能”，只有程序，没有“经验”，只有计算。为了不摔，它必须实时计算未来几百毫秒内的重心、速度、姿态变化，并在毫米、毫秒的尺度内，控制几十个关节协同动作。再比如，它没有肌肉和弹性的肌腱，关节是“硬邦邦的”，如果不想一落地就断，工程师们就得靠计算，通过柔顺控制、抗阻调节、力矩规划，让金属关节学会“软着陆”。这些都要依靠强大的实时算力，算慢了，摔；算错了，也摔。

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机器人学会跑步的

武林算法秘籍大概分几步？

第一步，先用模仿学习，学习人类的动作。一般是用动捕设备，照葫芦画瓢。

第二步，学习强化。在虚拟平台，机器人把学来的理论，付诸实践，靠着大力出奇迹的学习态度，成百上千次的尝试，学会了自主奔跑。

第三步，在现实世界走两步。

就这样，不断优化、不断反复在虚拟和现实中跳跃，直到有一天，机器人终于掌握了人类的跑步大法。

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机器人跑半马

三个月破解多重难题

和人类比起来，机器人要想更低能耗、更稳定地跑步，确实还需要破解更多的难题。不过本次马拉松，我们看到在短短的三个月内，机器人从短跑，到21公里的长跑，进步的速度直线上升。在这个过程中，机器人的散热、零部件的稳定性、整机的可靠性、算法的优化、电池的续航等等一系列曾经卡顿的难题，都被一一破解。 21公里的长跑，解决的是技术问题、是工程问题、更是机器人从实验室走向可用、可规模化使用的产业问题。

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让机器人参加马拉松比赛

有何意义？

一个个技术团队的创新和研发，一个个人类工程师的陪跑，才有了今天的机器人半程马拉松。让机器人参加马拉松比赛的意义在哪？在当前国际背景下，对我国机器人产业以及行业发展，又会有哪些助力？国家发展改革委宏观经济研究院经济所副所长吴萨作出了分析↓↓↓

吴萨：这次“半马”不仅是一场比赛，更是一个测试验证的平台。无论从技术层面、产业层面，还是扩大社会影响力等方面，都具有重要意义。通过这样的比赛，可以全面检验和提升机器人在运动控制、环境感知等方面的核心技术能力。这也充分展示了我国人形机器人的技术实力，国产机器人制造企业提升了品牌知名度，拓展国内外市场，减少对国外产品的依赖。同时也要看到，人形机器人的发展还是进行时，这种真实场景的测试效率是试验室环境的5—7倍，通过参加比赛，也暴露出很多机器人关节过热等问题。这也将直接推动相关研发团队做好优化改进，为国内人工智能和软件开发企业提供更多发展空间。

（央视新闻）