天工机器人百米8.86秒,髋关节800牛·米如何突破速度极限?
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讲个技术你别睡
天工人形机器人能在百米跑出8.86秒,硬件层面的核心答案就一句话:他们把髋关节的扭矩从300牛·米直接拉到了800牛·米,这一步把整机奔跑速度的物理天花板从7米/秒提到了接近10米/秒的量级。
剩下的轻量化、散热、电池,都是围着这个新上限做的配套,确保这套800牛·米的关节能量能不打折扣地全部灌进赛道。
800牛·米是什么概念?天工团队的运动控制算法专家韩刚说得很直白——这个扭矩上限已经够用在一辆小型新能源车上了。去年这台1.8米身高的机器人还在用300牛·米的关节,今年直接跨代升级到800牛·米,关节转矩和转速大幅跃升。
赛前一个月,天工Ultra的奔跑速度还是7米/秒,升级后直接拉到10米/秒附近。韩刚赛后甚至说了一句“如果再给一个月,它还会更快”——这不是夸张,是硬件天花板被抬上去之后,运控算法的潜力还没跑完。
你可能想问,扭矩翻倍跟跑得快有什么关系?关节扭矩决定了机器人每一步蹬地能输出多大的力。扭矩越大,步幅可以拉得越大,步频也能提得更高。天工在奔跑时会把身体不断向前压、降低重心,保持高步频的同时进一步增加步幅。
人形机器人在机器人运动会赛场腾空跃起
800牛·米的髋关节,就是这套高速跑姿的物理基础——没有这个扭矩量级,步幅和步频的上限就被锁死了。
关节能发力了,还得让力不浪费。天工同步做了两件事:整机轻量化和破风构型设计。一个月内,技术团队给机器人减重、加强髋关节、提升整机结构强度。轻量化让无效负载降下来,同样的关节输出功率能获得更高的净推进力;破风外形则降低了高速奔跑时的空气阻力。
这两项合在一起,相当于把关节升级带来的速度增益又放大了一轮。
第三个容易被忽略的关键是散热。百米竞速虽然只有8.86秒,但全程髋关节都在峰值输出,高频往复运动之下热量累积极快,一旦关节过热,输出功率就会衰减,后半段必然掉速。
天工团队针对不同赛距定制了差异化的热管理策略,400米短距离竞速用高速进风被动散热就够,1500米长距离则直接上液冷。从实际赛场表现看,天工机器人在400米、1500米长距离赛程里全程保持稳定步频,没有出现步态失稳。
多台人形机器人在赛道上同步竞速比拼
最后是能源供给。关节扭矩再大,电池放电跟不上也是白搭。天工这次把电源升级为高倍率大功率放电版本,电容量大到足够支撑高功耗奔跑。
这套电池不仅能覆盖百米8.86秒的瞬时满功率需求,还能支撑400米、1500米更长赛程的持续高负荷输出,动力供给不存在瓶颈。
但有一个事实必须说清楚:这套硬件方案的实战效果,在同代硬件里是极少数。今年行业里已经普遍采用800牛·米级关节模组。宇树科技旗下的人形机器人同样用了高扭矩关节、轻量化结构、高放电倍率电池,却在本届100米障碍赛中未能完赛。
这说明800牛·米关节是速度的硬件底座,但光有它不够——天工真正的护城河是把关节升级、轻量化、散热、电池这四件事串成了一条无短板的链路,再用运控算法把这套硬件的上限榨干。
这条链路也不是无限制的。8.86秒的成绩跑在冰丝带室内专业平整赛道上,赛前已完成厘米级三维建图,机器人靠头部雷达做全局定位。一旦换到陌生未建图的户外场地、非铺装路面、带障碍的复杂赛道,极速稳定性会大幅下降。
本届100米障碍赛50支参赛队伍中只有13支完赛,就是最好的证明。深圳市人工智能与机器人研究院具身智能中心主任刘少山也指出,当前机器人高速冲线后仍存在无法及时减速、甚至撞击防护设施的问题,动力硬件极致发力的同时,整机协同制动能力被明显忽视。
裁判举手示意参赛人形机器人抵达终点
总结一下,天工跑出8.86秒的硬件链路是:髋关节800牛·米——这是物理上限,推重比释放——这是效率放大器,专项散热保障全程不衰减,高倍率电池确保能源无短板。四项缺一不可,而那个800牛·米的髋关节,是把天花板从7米/秒拉到10米/秒的直接推手。
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