21新智人丨跌倒，是人形機器人成長的起點
21世紀經濟報道記者白楊 北京報道
20支參賽隊伍，有六支完賽，這是全球首個人形機器人半程馬拉松最終的成績單。
其中，跑的最快的是由北京人形機器人創新中心自研的“天工Ultra”機器人，它用時2小時40分42秒，成爲全球首個人形機器人半馬冠軍。
這與人類馬拉松賽事頗爲相似——每年上百場大大小小的馬拉松比賽，每場都有大量無法完賽的選手。
對許多選手而言，參與最重要。機器人也是如此，主辦方在賽前便提出，“參賽即勝利，完賽即英雄。”
在社交平臺上，機器人選手的狀況百出，讓網友們哈哈大笑，這更凸顯了比賽的真實——它不是精心包裝的表演秀，而是一次不怕丟臉的技術實戰演練。
機器人選手狀況百出
4月19日上午7:30，發令槍響後，機器人選手與人類選手一同踏過起跑線，開始了21.0975公里的半馬征程。
這場比賽本該在4月13日開跑，但因突如其來的極端大風天氣，被迫推遲了一週。比賽前一天，北京又迎來一場不小的春雨，再次爲這場機器人半馬增添了些許不確定性。
好在4月19日天公作美，12攝氏度的溫度伴隨着溼潤的微風，是最適合跑步的理想條件。
這場比賽也受到全球矚目，除了數百名國內媒體記者外，還有大量來自全球的海外媒體記者。
尤其是賽後的採訪區，每位受訪嘉賓都被圍得裡三層外三層，有體育記者發出感慨，這是他見過人最多的馬拉松賽後採訪區。
比賽開始後，媒體的目光都聚焦在機器人起跑線上。與人類選手同時起跑不同，機器人選手是按“Z”型佈陣排成2列，並依次發槍起跑，且每個機器人出發時間間隔1分鐘。
21世紀經濟報道記者在起點線見證了所有機器人選手的出發。正常來說，起點是機器人狀態最佳的地方，但也有少數機器人出師不利。
有一個參賽機器人在起跑線上身體雖然啓動成功，但始終無法邁出腳步，最後因耽誤太多時間不得不讓開賽道。另一個機器人則在起跑線一動不動，然後被工作人員擡了下去。
除了這兩個機器人外，還有一個機器人剛離開起跑線不足十米，就因爲失控撞向護欄，部件散落一地。
在成功“起跑”的機器人選手中，有一些是真的在跑，還有一些是在走。記者瞭解到，有些機器人雖然起步正常，但在行進不到1公里時，也因種種原因不得不退出比賽。
在賽道2.5公里處，主辦方設置了機器人補給點，而實際抵達這裡的機器人選手不足一半。
天工Ultra奪冠“秘訣”
參加半馬比賽，對機器人選手本身就是一個巨大的挑戰。
在賽道方面，機器人選手與人類選手共用同一跑道，都是公開道路，有平地也有坡道，還包括6個左轉道和8個右轉道，因此機器人需要精準調整步伐、姿態，並控制好動力和制動。
而21公里的長途奔跑，更是考驗着機器人的動力電池和關節耐熱性。
因此在賽制上，雖然主辦方鼓勵一臺機器人不換電池跑完全程，但也允許機器人在中途更換電池，甚至更換機器人選手。不過，如果更換了機器人選手會被罰時，而最終的比賽成績將是比賽計時與罰時總和。
此次奪冠的天工Ultra機器人全程沒有更換機器人，但換了三次電池。而其他完賽的機器人隊伍均更換了機器人，次數在1-5次不等。
賽後，北京人形機器人創新中心首席技術官唐劍在接受21世紀經濟報道記者採訪時表示，在參賽之前，天工Ultra機器人的一個重要目標就是用一臺機器人跑完全程，所以最終的結果也非常理想。
至於換電池，唐劍解釋說，對於電池容量團隊斟酌再三，並做了許多測試，最後選用了15安時的電池，這個是在平衡機器人重量和速度之後做出的最優選擇。
與許多機器人選擇“輕裝上陣”不同，天工Ultra機器人爲了這次比賽已經備戰七、八個月。
“天工Ultra”身高約180cm，體重約55kg。對人形機器人來說，隨着身高和體重的增加，不只大幅提高了重心，還直接導致關節驅動系統需要提供更大扭矩、承受更高衝擊，運動控制算法也需要應對更大慣性和動態平衡難題。
據唐劍介紹，爲了參加半馬，北京人形機器人創新中心對天工Ultra做了一系列優化。比如在硬件上爲天工Ultra進行了減重，並對關節模組的導熱設計進行優化，以及通過對機器人腿部的低慣量化設計，讓機器人跑起來更加輕盈。
在軟件方面，北京人形機器人創新中心也對天工Ultra的各類算法進行了優化。調整後，天工Ultra可以通過多模態傳感器融合實時感知環境信息，並動態調整速度和方向；同時藉助強化模仿學習技術，天工Ultra能實現高精度控制各關節協調運動，確保奔跑時保持身體平衡。
產業化前的能力自證
在社交平臺上，許多網友好奇，爲什麼機器人選手在賽場上，身邊還有工作人員跟着。事實上，這是比賽允許的。
根據賽事規則，機器人將以隊伍爲單位參賽，每支賽隊最多可安排3名工作人員同時進入賽道。
而在跑步方式上，比賽既允許機器人自主奔跑，也允許跟隨奔跑，還允許工程師遙控操作。在比賽過程中，大部分機器人都是採用遙控方式行進，只有少數是機器人自主奔跑。
此次奪冠的天工Ultra採用的是半自主導航方式，即天工Ultra是在一名領航員的帶領下完成比賽。該領航員身上揹着信號發射器，天工Ultra則是跟隨信號行進。
唐劍告訴記者，目前自主導航技術在汽車領域相對成熟，但在機器人領域依然是非常大的挑戰。“人形機器人全身的關節遠多於一些輪式機器人，所以它的控制複雜度是幾何指數的增長。同時，產業界也沒有一個可參考的標準，可以明確的是，自動駕駛的算法不能直接應用到機器人身上”。
因此，自主導航也是北京人形機器人創新中心目前重點攻關的方向之一。據唐劍透露，今年年中或者稍晚一點，他們就會推出具備自主導航的機器人產品。
此外，對於人形機器人產業的發展，此前曾因金沙江創投管理合夥人朱嘯虎的言論產生過一些爭議。在唐劍看來，這次機器人半馬的舉辦，最大意義就是在爲機器人的產業化落地做準備。
“機器人要真正產業化落地，可能需要7*24小時的連續穩定工作，這次跑馬拉松，就能驗證這方面的能力”。唐劍稱。
在他看來，機器人的產業化落地將經歷三個發展階段：首先是在工業和泛工業場景應用；然後是商業場景提供服務，同時可以完成一些打包、掃碼等相對複雜的操作；最後是在生活和家庭場景中落地，扮演保姆、管家的角色。
有數據預測，2026年中國人形機器人產業規模有望突破200億元。實現這一規模的前提，是機器人要走出實驗室，逐步邁向產業化。
而這次機器人半馬，可以看作是機器人產業化之前的一次能力摸底。對於表現出色的機器人，我們應該喝彩，對於那些表現不佳的機器人，我們也應該給予鼓勵。
畢竟，他們敢於把缺點擺出來，這比藏着掖着更難能可貴。就像人類學步，總要摔倒一樣，機器人“跌倒”的數據，將是它們成長的起點。
相信接下來，會有更多機器人蔘與的活動舉辦。我們也希望，像當年AlphaGo與李世石上演的人機大戰一樣，在不久的將來，人形機器人也能迎來一次驚豔世人的能力自證。