北京
最近，一段机器人“娇羞捂脸跑”的视频火遍全网。画面里，人形机器人把双手高举在脸前，身体前倾，一边飞奔一边扭着身子，网友笑称它像因为害羞所以捂着脸跑，也像拿了个烫手的馍。
这段视频出自8月23日举办的第二届世界人形机器人运动会的400米小型组决赛。“捂脸跑”的机器人是天工Omni，最终以45.66秒的成绩夺冠。
笑过之后，有人提出问题：这姿势到底是谁教它的？以后会不会有人类运动员学这个跑法？既然是人形机器人，我们就先看看它的原型——人类，都在用什么样的跑步姿势。顺便回答第二个问题：人类“捂脸跑”会不会更省力。
人类摆臂，其实是一笔“划算买卖”
即使不是比赛冲刺，我们普通人慢跑，甚至走路遛弯也会前后摆动手臂。可摆臂本身需要肌肉用力，也消耗能量，是不是人类学机器人“捂脸跑”，真的会更省力、跑得更快呢？
2014年，两位美国研究者用实际测试回答了这个问题，论文发布在《实验生物学杂志》上，标题就叫做——人类跑步的代谢成本：摆臂值不值？
试验设计简单直接：13名参与者每人在跑步机上跑4次步，每次采用不同的手臂姿势，包括正常摆臂、双手背在身后、双手抱在胸前和双手举到头顶。每次跑步速度都相同，为每秒3米，约等于每小时10公里。
研究者通过测量跑步中氧气和二氧化碳吸入呼出的量，计算每种跑步姿势的代谢成本，比较哪种姿势最省力。
再回头看天工Omni的“捂脸跑”，它结合了双手抱在胸前和举到头顶两种姿势，差不多是这项研究所有姿势里最费力的那一档。换句话说，人类运动员学不了这个跑法，谁学谁变慢。
不摆臂，身体就得“扭”着保持平衡
为什么摆臂这么重要？这得从人类跑步的力学机制说起。
人类的两只脚分别在身体中线的左右两边，跑步时每次向前迈一只脚，如果不摆臂，下肢就没法笔直地前进。当迈出右脚时，下肢就会绕着垂直中轴线向左旋转（逆时针），下一步迈左脚又变成向右旋转。
上文的研究也验证了摆臂的抵消作用：正常摆臂时骨盆和肩部绕身体垂直轴旋转的幅度最小，不摆臂时骨盆旋转增幅可高达101%，肩部旋转也可达44%。意思是，如果人类运动员“捂脸跑”，就得像天工Omni一样扭动身体才能保持平衡。
抵消旋转（角动量）是跑步时摆臂更省力的最主要原因，其他机制可能也有一定作用，比如有助于保持姿势和平衡等。另外，人类自然摆臂消耗的能量很少，摆臂为下肢省下来的能量明显大于摆臂本身的成本，所以摆臂很值，可以说是身体的“低成本配重”。
“捂脸跑”是机器人自己“想”出来的
最后，回到第一个问题：“捂脸跑”是谁教机器人的？
赛后，天工Omni 400米小型组研发团队负责人、北京人形机器人创新中心运动控制算法专家韩刚接受了采访，表示这个姿势是天工Omni“自己思考”出来的。
韩刚解释：“一开始我们设计的是正常人百米跑步的模式，但这个机器人是在仿真里不断用数据迭代出来的，它在学的时候，可能就感觉‘捂脸跑’比摆臂跑更舒服，所以这是它自己迭代出来的方式。”
当然，这里的“舒服”不是指人类的感受，而是表示符合工程师设定的目标，比如跑得快、不能摔倒或过热等等。
韩刚表示，如果机器人快速摆臂，可能导致肩关节位置发热。而“捂脸跑”避免了肩部的高频摆动，降低了发热风险，同时这款机器人的腰部和腿部足够强，完全可以通过摇肩扭胯来保持平衡。
机器人跑步，不只是为了拿金牌
不过，“捂脸跑”并不是所有机器人的“标准答案”。在这届世界人形机器人运动会上，更多人形机器人采用了类似人类的摆臂方式，而且每一个的跑姿都有些许差别。这与每款机器人各个部位的动力、发热和重量有很大关系。
比千奇百怪的跑姿更重要的是，这届赛事上，机器人已经打破了多项人类田径项目纪录，包括100米、400米、1500米跑和跳高。
机器人参加比赛，不仅是为了拿金牌，更是倒逼技术团队甚至整个行业交出更好的硬件与算法，推动技术进步，提高机器人的运动能力上限和硬件可靠性。这些进步不是为了把机器人留在跑道上，而是为了让它们适应物流工作、抢险救灾和长距离巡检等复杂环境，真正能进入千行百业。
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