2025-04-20 09:00:06
【导语】4月19日，北京亦庄见证了历史性的时刻——全球首个人形机器人半程马拉松比赛成功举办。在这场人类与科技融合的体育盛宴中，数万名选手与人形机器人共同奔跑在21.1公里的赛道上。尽管机器人选手的成绩尚未超越人类，但这一壮举标志着人形机器人技术的巨大飞跃。从达·芬奇的机械骑士到现代的智能机器人，科学家和工程师们历经60余年探索，让人形机器人从蹒跚学步走向赛道奔跑。本文将带您回顾人形机器人的发展历程，并聚焦当下国产人形机器人的崛起，探讨未来人机共跑的新篇章。
4 月 19 日，北京亦庄举办了全球首个人形机器人半程马拉松比赛。在这近 21.1 公里的赛道上，数万名人类选手和人形机器人将一起奋力奔跑。这场比赛，是人类与机械，体育与科技的融合。
尽管赛场上的人形机器人成绩不如人类（第一名花了2小时40分42秒跑完），但人形机器人能参加半马比赛已经非常不容易了。从蹒跚学步到在赛道上奔跑，人类科学家和工程师努力了 60 多年的时间。
人形机器人，走起来不容易
在很久以前，人们就开始制造类似于人形的机械设备了，比如在 500 多年前，达·芬奇就设计了“机械骑士”。在 90 多年前，也出现过巨大的机械“铁皮人”，但它们算不上真正意义上的机器人，也没有办法自己行走。
达·芬奇的(de)“机(jī)械(xiè)骑士”，图片来源：Wikipedia
和其他机器人一样，人形机器人需要解决的难题有很多，但人形这个特殊的形态，让它们在站立和行走上，要面对更多挑战。
人形机器人和四足机器人不同，四足机器人的重心更容易保持在支撑面内，而人形机器人属于双足机器人，支撑面积更小，重(zhòng)心(xīn)一(yī)旦(dàn)超(chāo)出(chū)支(zhī)撑(chēng)面(miàn)，很(hěn)容(róng)易(yì)摔(shuāi)倒(dào)。
20 世(shì)纪(jì) 60 年(nián)代(dài)末(mò)，米(mǐ)奥(ào)米(mǐ)尔(ěr)·武(wǔ)科(kē)布(bù)拉(lā)托(tuō)维(wéi)奇(qí)（Miomir Vukobratović）和(hé)达(dá)沃(wò)·尤(yóu)里(lǐ)奇(qí)（Davor Juričić），提(tí)出(chū)了(le)零(líng)力(lì)矩(ju)点(diǎn)（Zero Moment Piont）概(gài)念(niàn)，详(xiáng)细(xì)解(jiě)释(shì)这(zhè)个(gè)概(gài)念(niàn)需(xū)要(yào)列(liè)很(hěn)多(duō)公(gōng)式(shì)，这(zhè)里(lǐ)咱(zán)们(men)知(zhī)道(dào)它(tā)能(néng)帮(bāng)助(zhù)我(wǒ)们(men)让(ràng)机(jī)器(qì)人(rén)站(zhàn)稳(wěn)的(de)条(tiáo)件(jiàn)就(jiù)行(xíng)了(le)。零(líng)力(lì)矩(ju)点(diǎn)后(hòu)来(lái)成(chéng)了(le)双(shuāng)足(zú)、四(sì)足(zú)机(jī)器(qì)人(rén)的(de)步(bù)态(tài)规(guī)划(huà)里(lǐ)的(de)重(zhòng)要(yào)的(de)概(gài)念(niàn)，算(suàn)是(shì)人(rén)形(xíng)机(jī)器(qì)人(rén)发(fā)展(zhǎn)史(shǐ)上(shàng)一(yī)个(gè)重(zhòng)要(yào)的(de)里(lǐ)程(chéng)碑(bēi)。而(ér)接(jiē)下(xià)来(lái)，我(wǒ)们(men)就(jiù)回(huí)来(lái)顾(gù)一(yī)下(xià)，机(jī)器(qì)人(rén)是(shì)怎(zěn)么(me)一(yī)步(bù)一(yī)个(gè)脚(jiǎo)印(yìn)“走(zǒu)”起(qǐ)来(lái)的(de)。
WL-3 主从(cóng)式(shì)行(xíng)走(zǒu)机(jī)器(qì)人(rén)
而(ér)且(qiě)在(zài)制(zhì)造(zào)全尺(chǐ)寸(cùn)人(rén)形(xíng)机(jī)器(qì)人(rén)之(zhī)前(qián)，研(yán)究(jiū)者(zhě)先(xiān)是(shì)使(shǐ)用(yòng)了(le)“半(bàn)身(shēn)”机(jī)器(qì)人(rén)对(duì)人(rén)形(xíng)机(jī)器(qì)人(rén)的(de)步(bù)态(tài)进(jìn)行(xíng)研(yán)究(jiū)。
WL-3 主从(cóng)式(shì)行(xíng)走(zǒu)机(jī)器(qì)人(rén)，图(tú)片(piàn)来(lái)源(yuán)：Humanoid Robotics Institute, Waseda University
WABOT-1
世(shì)界(jiè)上(shàng)第(dì)一(yī)个(gè)全尺(chǐ)寸(cùn)人(rén)形(xíng)智(zhì)能(néng)机(jī)器(qì)人(rén)，是(shì) 1972 年(nián)，日(rì)本(běn)早(zǎo)稻(dào)田(tián)大(dà)学(xué)建(jiàn)造(zào)的(de) WABOT-1。虽(suī)然(rán)叫(jiào)人(rén)形(xíng)机(jī)器(qì)人(rén)，但(dàn)它(tā)看(kàn)起(qǐ)来(lái)更(gèng)像(xiàng)是(shì)个(gè)乐(lè)高(gāo)积(jī)木(mù)块(kuài)搭(dā)起(qǐ)来(lái)的(de)“方(fāng)块(kuài)人(rén)”。
WABOT-1 机(jī)器(qì)人(rén)，图(tú)片(piàn)来(lái)源(yuán)：Humanoid Robotics Institute, Waseda University
虽(suī)然(rán)看(kàn)起(qǐ)来(lái)有(yǒu)点(diǎn)方(fāng)，但(dàn)是(shì)它(tā)能(néng)通(tōng)过(guò)早(zǎo)期(qī)的(de)传(chuán)感(gǎn)器(qì)探(tàn)测(cè)周(zhōu)围(wéi)的(de)障(zhàng)碍(ài)物(wù)，并(bìng)且(qiě)能(néng)够(gòu)颤(chàn)颤(chàn)巍(wēi)巍(wēi)地(de)迈(mài)腿(tuǐ)行(xíng)走(zǒu)，在(zài)人形机器人的发展史上，有着特别的地位。
ASIMO
人形机器人领域另一个重要的里程碑，要数本田公司的 ASIMO 了。
ASIMO 机器人，图片来源：Wikipedia
它其实并不是本田公司研制的第一款人形机器人，早在 1980 年代，本田公司的人形机器人计划就已经开启了。本田公司也是从“半人形”机器人（E 系列）开始的，到了 90 年代，才开始开发更接近人形的 P 系列机器人。
只有两条腿的本田E系列机器人 E-0，图片来源：Wikipedia
本田 1993 的“大脑袋”P-1 机器人，图片来源：Wikipedia
2000 年发布的 ASIMO，就是在 P 系列机器人的基础上改进优化而来的。它的外形像一个穿着宇航服的人类，能够自己检测周围的环境，规划路径行走。并且能够与周围的人类互动、打招呼。
自从发布之后，ASIMO 机器人开始了它在全世界范围内的巡演展示。虽然它的运动能力不及现在能转手绢以及后空翻的 H1，但在当时，它的表现已经引起了轰动。让人形机器人“出圈”了一把。
苏菲亚与 ATLAS
进入 21 世纪之后，人形机器人的发展就更迅速了，它们要么在外形、神态语言上更接近人类。或者在运动能力与环境互动方面更接近人类。
比如，2015 年汉森机器人公司的索菲亚机器人诞生，就属于前者，它模拟人类的外表和说话方式，并且能够识别对话者的情绪。
索菲亚机器人，图片来源：Wikipedia
在 2017 年，索菲亚获得了沙特阿拉伯公民的身份，成为了第一个获得某个国家公民身份的机器人。虽然这件事曾经引发过争议，但也算是从另一个角度引起了人们对人形机器人的关注。
几乎就在索菲亚引起热议同一时间，波士顿动力公司（Boston Dynamic）也发布了自己的 ALTAS 展示视频，相(xiāng)比(bǐ)于(yú)之(zhī)前(qián)的(de) ASIMO，ALTAS 的运动能力确实有了飞跃式的提升。能够“障碍(ài)跑(pǎo)”，拿(ná)起(qǐ)箱(xiāng)子(zi)搬(bān)到(dào)指(zhǐ)定(dìng)位(wèi)置(zhì)，以(yǐ)及(jí)后(hòu)空(kōng)翻(fān)。
“工(gōng)作(zuò)”中(zhōng)的(de) ATLAS，图(tú)片(piàn)来(lái)源(yuán)：波(bō)士(shì)顿(dùn)动(dòng)力(lì)官(guān)网(wǎng)
但(dàn)强(qiáng)大(dà)的(de) ATLAS 也(yě)有(yǒu)一(yī)个(gè)致(zhì)命(mìng)问(wèn)题(tí)，成(chéng)本(běn)过(guò)高(gāo)。一(yī)台(tái) ATLAS 的(de)价(jià)格(gé)动(dòng)辄(zhé)上(shàng)百(bǎi)万(wàn)美(měi)元(yuán)。相(xiāng)比(bǐ)之(zhī)下(xià)，崛(jué)起(qǐ)的(de)国(guó)产(chǎn)人(rén)形(xíng)机(jī)器(qì)人(rén)，正(zhèng)在(zài)解(jiě)决(jué)这(zhè)一(yī)问(wèn)题(tí)。
崛(jué)起(qǐ)的(de)国(guó)产(chǎn)人(rén)形(xíng)机(jī)器(qì)人(rén)
我(wǒ)们(men)国(guó)家(jiā)的(de)全尺(chǐ)寸(cùn)人(rén)形(xíng)机(jī)器(qì)人(rén)出(chū)现(xiàn)得(de)也(yě)不(bù)算(suàn)晚(wǎn)，比(bǐ)如(rú) 2000 年(nián)就(jiù)诞(dàn)生(shēng)了(le)由(yóu)国(guó)防(fáng)科(kē)技(jì)大(dà)学(xué)研(yán)制(zhì)的(de)“先(xiān)行(xíng)者(zhě)”。
国(guó)防(fáng)科(kē)技(jì)大(dà)学(xué)研(yán)制(zhì)的(de)“先(xiān)行(xíng)者(zhě)”机(jī)器(qì)人(rén)，图(tú)片(piàn)来(lái)源(yuán)：Wikipedia
以(yǐ)现(xiàn)在(zài)的(de)视(shì)角(jiǎo)，从(cóng)外(wài)观(guān)上(shàng)看(kàn)，先(xiān)行(xíng)者(zhě)确(què)实(shí)是(shì)挺(tǐng)简(jiǎn)陋(lòu)的(de)，但(dàn)经(jīng)过(guò) 20 多(duō)年(nián)的(de)发(fā)展(zhǎn)，我(wǒ)们(men)国(guó)家(jiā)的(de)人(rén)形(xíng)机(jī)器(qì)人已今非昔比了。现在的国产机器人，不光外形上看起来颇有“科技感”，运动能力也有了极大提升。
比如本次机器人半马夺冠的北京人形机器人创新中心的“天工机器人”，它能以每小时 6 公里的速度奔跑，冲刺速度最大能达到每小时 12 公里，同时还能应对上下台阶以及崎岖的路面。
天工机器人 拍摄者：丁崝
松延动力的 N2 个头小一些，只有 1.2 米高，但它同样有着高超的运动能力，除了跑步，还能原地后空翻。
N2 机器人 拍摄者：丁崝
此外，曾经在 2025 年央视春晚上“转手绢”的宇树科技机器人，同样也是运动高手。宇树科技的 H1 机器人不仅能转手绢，也能原地后空翻，还能以每秒 3.3 米（约每小时 11.9 公里）的速度前行。
宇树科技的另一款人形机器人 G1，行进速度也能达到每秒 2 米（约每小时 7.2 公里）。值得一提的是，宇树科技的 H1 和 G1 人形机器人，售价分别在 65 万元人民币和 9.9 万元人民币。相比于动辄上百万美元的 ALTAS，宇树科技的机器人会率先走进普通人的生活，这样高性能，低成本的人形机器人，也吸引来了国际同行的关注。
就在今年 2 月召开的 3DEXPERIENCE WORLD 2025 峰会上，波士顿动力公司的联合创始人马克·雷伯特（Marc Raibert）也表示，自己的研究所购买了宇树科技的人形机器人，进行“深入了解”。
虽然人形机器人现在的跑步姿势还有些稚拙，但也许不久的将来，它们就会在跑步这件事上反超人类，就像曾经国际象棋机器人、围棋机器人超越人类一样。
而每一次机器对超越人类，实际上都是人类智慧的一次突破。
参考文献
[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
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审核丨于乃功 北京工业大学教授
策划丨丁崝
责编丨丁崝
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