4 月 19 日，全球首个人形机器人半程马拉松在北京亦庄成功举办。来自北京、上海、广东、宁夏等地的 20 家机器人团队参与了比赛，最终天工机器人以“全程用时约 2 小时 40 分”的成绩夺得冠军。
此次夺冠的天工 Ultra 高约 180cm，重约 55kg，体型上接近成年男子。机器人为啥要做得和人一样高？为什么让机器人跑马拉松？这场已经谢幕的人形机器人马拉松比赛，值得我们更多的思考。
我们采访了天工团队的技术人员，跟着他们一起揭开这个挑战背后的秘密，看一看机器人在跑马拉松中究竟要突破哪些技术瓶颈？又是怎么克服种种难题的。
人形机器人跑半马，对硬件的挑战有多大？
要让一个机器人跑半马，远不是“装两条腿”那么简单。
从起跑到冲线，机器人不仅要完成每一个精密的动作，还要同时应对电量告急、电机过热、路面颠簸等现实挑战。
首先，这场超过 21 公里的比赛，人形机器人需要完成约 25 万次精密的关节运动，关节要足够结实耐久，才能支撑机器人稳定奔跑。
像天工 Ultra 这样个子高、体重大，惯性大的机器人，控制起来就更难，尤其是在奔跑时，每个关节都得协同精准发力，才能保持稳定。
电池续航同样是一道难关。人类跑步靠喝水补能，机器人全靠电池支撑比赛全程。
郭宜劼提到：“天工机器人的一块电池大约能跑 6 公里，这次比赛总共换了 3 次电池，分别在 5 公里、10 公里和 16 公里。”其中一次摔倒就是因为电量不足。
此外，长时间运行中，还可能因电池过热或能量管理不当引发机械部件异常。
让机器人“跑得动”，更要“跑得久”，这背后不仅是技术难题，更是整个系统稳定性和可靠性的考验。天工机器人 CEO 熊友军在接受媒体采访时表示：“这是里程碑意义的工作，非常高兴。这仅仅展示了天工机器人运动能力的很小一部分，后面还将看到更多创新技术和应用的落地。”
人形机器人学跑步，到底有多难？
奔跑过程中，机器人需要协调各个部件的动作，精确掌控身体的平衡。
尤其是在面对复杂的地形，比如陡坡、急转弯或者不平整的路面时，机器人必须动态调整步伐、步频和脚步着地点，以应对环境的变化，避免摔倒或失去平衡。
这背后，是一整套从学习到实践的训练流程。可以说，跑马拉松是一次对人形机器人“真实能力”的考验。每一个动作、每一次判断，都是对“机器人能否真正适应现实世界”的测试。
那么，机器人是怎么学会跑步的呢？简单来说，机器人得先“看会”，再“练会”，最后“真跑起来”。
“我们采用的是‘强化模仿学习’的方法，让机器人在仿真环境中自主训练，学会如何稳定地奔跑”。郭宜劼介绍说。
“在虚拟训练过程中，机器人不仅要反复练习各种动作，还要适应不同复杂地形的挑战，并不断优化自己的运动策略。与此同时，我们也设计了对自身状态和外部环境的实时感知模块，使它能够准确判断地形起伏、路面变化，以及自身的姿态是否稳定。这整套训练框架，就是为了让机器人在真实世界中也能稳定、持续地跑起来。”
具体来说：
第一步是模仿。研究人员通过动作捕捉设备记录人类跑步时的身体姿态，比如步伐节奏、手怎么摆、身体怎么倾斜，然后把这些动作教给机器人，就像教小孩学走路那样，先照着样子来。
第二步是强化训练。不过不是直接让机器人去外面跑，而是先在虚拟环境里“练”。研究人员会在虚拟平台让机器人跑个上百遍上千遍，把动作“练熟”。
第三步是真实上场测试。机器人在现实环境中训练跑步，如果摔倒了就站起来重新学，一边摔倒，一边反复修正动作、适应环境，最终才能稳定地“真跑起来”。
机器人为什么要努力向人类靠拢？
很多人不理解为什么机器人要做得“人模人样”，身高体型要向人类看齐不说，还要参加跑马拉松这种人类的比赛，还要学着人的动作跑步。
除了“炫技”，这些还有什么用？
就如前文所说，机器人做成人那样的体型，需要克服更多困难，那为什么还要这样呢？
郭宜劼表示，人形机器人未来将用于家庭服务等真实场景，只有接近成人尺寸，才能使用人类工具、适应人类环境，也更有助于完成复杂任务。
有些朋友可能会问，那让机器人好好在家干活不就行了，为什么要跑马拉松呢？其实在人形机器人研究者眼中，马拉松是一种“极限验证”场景，能全方位检验机器人是否具备“长期、稳定地在真实环境中移动”的最基础、最核心的能力。
这正是当前机器人领域关注的“具身智能”发展方向：既要有感知和决策能力，还要能真正动起来、适应复杂的世界。
很多人看到比赛现场视频时还会好奇：天工 Ultra 机器人跑步时为什么要像人一样大幅度地摆臂？是不是只是为了看起来“像人”？对一个机器人来说，这动作真有用吗？
天工队技术负责人郭宜劼解释道，这种大幅摆臂的动作不仅仅是模仿人类的自然跑姿，更关键的是它对保持奔跑时的身体平衡起到了重要作用。
而且这种摆臂姿势耗电很小，不会对整体续航造成太大负担。模仿人的动作，不只是“像”，更是“实用”。
正如郭宜劼所说，机器人马拉松不是为了比赛为了速度，而是为了将来能真正投入日常生活实际应用中。
身高与人相仿的机器人可以操作真实人类工具，对电力线路、设备进行贴近检测，这是小型机器人无法替代的能力。
人形机器人的价值，不是看它能跑多快，而是看它能不能稳定地走下去，应对复杂环境，完成真实任务。
根据《2025 人形机器人与具身智能产业研究报告》显示，2025 年中国人形机器人市场规模将达 82.39 亿元，占全球一半；具身智能相关市场规模也将突破 52 亿元。
“跑”只是开始。未来，人形机器人不仅要能跑、能走，还要会“用手”，能搬运、能操作、能协作。
郭宜劼透露，未来将会对天工的具身智能、大小脑等关键模块进行开源，推动整个行业共同进步。未来的人形机器人，可能不只是实验室里的技术模型，而是真正能走进户外、走进家庭。
策划制作
作者丨王梦如、丁崝、林林
审核丨于乃功 北京工业大学教授
策划丨王梦如
责编丨林林、丁崝
审校丨徐来、林林
文章出处：科普中国