2025年4月19日，北京亦莊舉辦了一場(chǎng)具有里程碑意義的科技賽事——全球首個(gè)人形機(jī)器人半程馬拉松。這場(chǎng)人類與20支機(jī)器人戰(zhàn)隊(duì)共同參與的21.0975公里競(jìng)速，不僅創(chuàng)造了人形機(jī)器人連續(xù)運(yùn)動(dòng)的最長(zhǎng)紀(jì)錄，更成為中國(guó)智能制造領(lǐng)域的綜合性技術(shù)驗(yàn)證平臺(tái)。通過(guò)整合賽事真實(shí)數(shù)據(jù)與產(chǎn)業(yè)反饋，本文將對(duì)這一事件的創(chuàng)新價(jià)值與現(xiàn)實(shí)意義進(jìn)行系統(tǒng)性梳理與修正。

圖片來(lái)源：網(wǎng)易新聞

 一、賽事核心信息

（一）賽事規(guī)模與技術(shù)定位

此次賽事確實(shí)是全球首次人形機(jī)器人半程馬拉松，參賽團(tuán)隊(duì)包括企業(yè)、高校及科研機(jī)構(gòu)共20支。賽道全程21.0975公里，與人類跑者采用隔離并行賽道。需要修正的是，此前部分報(bào)道稱“機(jī)器人全程零失誤”，而實(shí)際數(shù)據(jù)顯示僅6臺(tái)機(jī)器人完賽，冠軍“天工 Ultra”用時(shí)2小時(shí)40分42秒（配速7 - 8千米/ 時(shí)），相當(dāng)于人類業(yè)余中游水平；另有機(jī)器人出現(xiàn)關(guān)節(jié)斷裂、摔倒等故障。

（二）技術(shù)突破的客觀呈現(xiàn)

運(yùn)動(dòng)控制：

冠軍機(jī)器人通過(guò)協(xié)同控制實(shí)現(xiàn)上下坡重心偏移誤差≤3厘米，但需3名工作人員全程跟隨保障；松延動(dòng)力N2機(jī)器人雖宣稱0.5米轉(zhuǎn)向半徑，實(shí)際需人工輔助啟動(dòng)。

在運(yùn)動(dòng)控制領(lǐng)域，機(jī)器人需要精確地協(xié)調(diào)各個(gè)關(guān)節(jié)和肢體的動(dòng)作，以實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定的行走和跑步姿態(tài)。這涉及到復(fù)雜的機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、傳感器反饋以及算法優(yōu)化。

協(xié)同控制技術(shù)的應(yīng)用使得機(jī)器人能夠在上下坡時(shí)自動(dòng)調(diào)整重心位置，減少偏移誤差，提高行走穩(wěn)定性。然而，目前的技術(shù)仍然需要人工輔助來(lái)應(yīng)對(duì)一些復(fù)雜的路況和突發(fā)情況，說(shuō)明在運(yùn)動(dòng)控制的自主性和適應(yīng)性方面還有待進(jìn)一步提高。

能源管理：

“熱插拔”換電技術(shù)僅天工Ultra實(shí)現(xiàn)30秒內(nèi)完成，其他團(tuán)隊(duì)仍需停機(jī)換電；能耗數(shù)據(jù)存在差異，天工Ultra為每公里0.03度，但多數(shù)機(jī)器人實(shí)際能耗達(dá)0.15度。

能源管理是機(jī)器人實(shí)現(xiàn)長(zhǎng)時(shí)間連續(xù)運(yùn)動(dòng)的關(guān)鍵因素之一。高效的能源管理系統(tǒng)能夠優(yōu)化機(jī)器人的能耗，延長(zhǎng)其工作時(shí)間。熱插拔換電技術(shù)的出現(xiàn)為機(jī)器人在賽事中的快速能源補(bǔ)充提供了可能，但目前僅有少數(shù)團(tuán)隊(duì)能夠?qū)崿F(xiàn)這一技術(shù)的高效應(yīng)用。不同機(jī)器人的能耗數(shù)據(jù)差異較大，反映出各團(tuán)隊(duì)在能源管理技術(shù)方面的研發(fā)水平和優(yōu)化策略存在明顯差距，這也提示著未來(lái)在機(jī)器人能源管理領(lǐng)域還有廣闊的研究和改進(jìn)空間。

（三）賽事規(guī)則的隱性限制

賽道最大坡度≤9，但僅3支團(tuán)隊(duì)無(wú)實(shí)現(xiàn)減速通過(guò)陡坡。這一限制條件對(duì)機(jī)器人的通過(guò)性和穩(wěn)定性提出了挑戰(zhàn)。陡坡路段要求機(jī)器人的機(jī)械結(jié)構(gòu)具備足夠的強(qiáng)度和穩(wěn)定性，同時(shí)需要算法能夠準(zhǔn)確地控制機(jī)器人的重心和力量輸出，以實(shí)現(xiàn)平穩(wěn)的上下坡運(yùn)動(dòng)。僅少數(shù)團(tuán)隊(duì)能夠無(wú)減速通過(guò)陡坡，表明在機(jī)器人應(yīng)對(duì)復(fù)雜地形的能力方面，整個(gè)行業(yè)還有較大的提升空間，需要在硬件設(shè)計(jì)和軟件算法上進(jìn)行更深入的研究和創(chuàng)新。

二、技術(shù)突破的實(shí)質(zhì)進(jìn)展與局限

（一）動(dòng)態(tài)穩(wěn)定性的雙重突破

硬件層面：

天工Ultra采用輕量化鋁合金與碳纖維材料，關(guān)節(jié)模組扭矩密度達(dá)180Nm/kg，但其腿部仍需耦合設(shè)計(jì)強(qiáng)化散熱；松延動(dòng)力N2通過(guò)胯部制冷劑噴灑裝置解決運(yùn)動(dòng)過(guò)熱問題。

在硬件方面，為了提高機(jī)器人的動(dòng)態(tài)穩(wěn)定性，研發(fā)團(tuán)隊(duì)采用了多種先進(jìn)的材料和散熱技術(shù)。輕量化材料的使用有助于降低機(jī)器人的整體重量，提高其運(yùn)動(dòng)靈活性和能效。關(guān)節(jié)模組的高扭矩密度設(shè)計(jì)則能夠使機(jī)器人在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中具備更強(qiáng)的力量輸出和控制精度。

然而，高功率密度的關(guān)節(jié)模組在工作時(shí)會(huì)產(chǎn)生大量熱量，因此需要有效的散熱措施來(lái)保證其正常運(yùn)行。天工 Ultra 和松延動(dòng)力N2所采用的不同散熱方案，體現(xiàn)了各團(tuán)隊(duì)在解決機(jī)器人散熱問題上的技術(shù)探索和創(chuàng)新，但同時(shí)也暴露出在硬件集成和散熱效率方面仍存在一些有待解決的問題。

算法層面：

強(qiáng)化學(xué)習(xí)算法使狹縫穿越耗時(shí)縮短83%，但賽道實(shí)測(cè)顯示機(jī)器人仍依賴預(yù)設(shè)路徑，突發(fā)障礙避讓成功率僅67%。算法是實(shí)現(xiàn)機(jī)器人動(dòng)態(tài)穩(wěn)定性和智能控制的核心。

強(qiáng)化學(xué)習(xí)算法通過(guò)讓機(jī)器人在模擬環(huán)境中不斷試錯(cuò)學(xué)習(xí)，能夠優(yōu)化其在特定任務(wù)中的表現(xiàn)，如狹縫穿越時(shí)間的大幅縮短。然而，在實(shí)際賽道環(huán)境中，機(jī)器人對(duì)于突發(fā)障礙的避讓能力仍然較低，這表明當(dāng)前的算法在應(yīng)對(duì)復(fù)雜多變的現(xiàn)實(shí)場(chǎng)景時(shí)還存在局限性。機(jī)器人對(duì)預(yù)設(shè)路徑的依賴也反映出其自主決策和環(huán)境感知能力的不足，未來(lái)需要進(jìn)一步改進(jìn)算法，提高機(jī)器人的環(huán)境適應(yīng)性和自主性。

（二）產(chǎn)業(yè)鏈協(xié)同的真實(shí)映射

核心部件：

國(guó)產(chǎn)減速器成本降至進(jìn)口產(chǎn)品1/3，但實(shí)測(cè)壽命8000小時(shí)（國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)12000小時(shí)）；國(guó)產(chǎn)3D視覺系統(tǒng)識(shí)別誤差＜0.5毫米，但復(fù)雜光影下定位延遲達(dá)120ms。

核心部件的性能和質(zhì)量直接關(guān)系到機(jī)器人的整體性能。國(guó)產(chǎn)減速器在成本上的優(yōu)勢(shì)使其在市場(chǎng)中具有一定的競(jìng)爭(zhēng)力，但在使用壽命上與國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)仍有較大差距，這可能會(huì)影響機(jī)器人的可靠性和長(zhǎng)期運(yùn)行成本。國(guó)產(chǎn)3D視覺系統(tǒng)在識(shí)別精度上表現(xiàn)出色，但在復(fù)雜光影環(huán)境下的定位延遲問題則可能會(huì)影響機(jī)器人在實(shí)際應(yīng)用中的工作效率和安全性。這些問題反映出我國(guó)機(jī)器人產(chǎn)業(yè)鏈在核心部件研發(fā)和生產(chǎn)方面還存在一些薄弱環(huán)節(jié)，需要加強(qiáng)技術(shù)創(chuàng)新和質(zhì)量控制，提高核心部件的性能和可靠性，以滿足機(jī)器人產(chǎn)業(yè)發(fā)展的需求。

數(shù)據(jù)反哺：

賽事積累的22TB運(yùn)動(dòng)數(shù)據(jù)推動(dòng)核電巡檢機(jī)器人故障間隔時(shí)間從400小時(shí)提升至2500小時(shí)，但工業(yè)場(chǎng)景移植成功率僅45%。賽事所積累的大量運(yùn)動(dòng)數(shù)據(jù)為機(jī)器人的改進(jìn)和優(yōu)化提供了寶貴的資源。

通過(guò)對(duì)這些數(shù)據(jù)的分析和挖掘，可以發(fā)現(xiàn)機(jī)器人在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中的潛在問題和故障模式，從而有針對(duì)性地進(jìn)行改進(jìn)，提高機(jī)器人的可靠性和性能。然而，將這些數(shù)據(jù)所獲得的改進(jìn)經(jīng)驗(yàn)移植到其他工業(yè)場(chǎng)景時(shí)，成功率并不高，這表明不同工業(yè)場(chǎng)景對(duì)機(jī)器人的要求存在較大差異，需要進(jìn)一步研究如何更好地將數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)的優(yōu)化方法與具體的應(yīng)用場(chǎng)景相結(jié)合，提高機(jī)器人的通用性和適應(yīng)性。

（三）資本市場(chǎng)的理性反饋

賽事周機(jī)器人概念股平均漲幅6.7%，伺服電機(jī)企業(yè)領(lǐng)漲，但38%的單日漲幅僅出現(xiàn)在具身智能賽道；200億元產(chǎn)業(yè)基金中70%投向硬件研發(fā)，柔性驅(qū)動(dòng)與能源管理仍處早期階段。

三、產(chǎn)業(yè)發(fā)展的啟示與瓶頸

（一）測(cè)試范式的價(jià)值重構(gòu)

馬拉松式測(cè)試暴露三大短板：連續(xù)運(yùn)動(dòng)1小時(shí)后關(guān)節(jié)效率下降22%；多機(jī)協(xié)同通信延遲高達(dá) 120ms；路面關(guān)節(jié)卡頓率超60%。

關(guān)節(jié)效率問題：

機(jī)器人在長(zhǎng)時(shí)間連續(xù)運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，關(guān)節(jié)的磨損和發(fā)熱會(huì)導(dǎo)致效率下降。這不僅影響機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)性能和速度，還可能增加能源消耗和故障風(fēng)險(xiǎn)。解決這一問題需要從關(guān)節(jié)材料、潤(rùn)滑技術(shù)、散熱設(shè)計(jì)以及控制算法等多個(gè)方面進(jìn)行綜合研究和改進(jìn)，以提高關(guān)節(jié)的可靠性和耐久性，確保機(jī)器人在長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)行中保持良好的性能。

多機(jī)協(xié)同通信延遲：

在多機(jī)器人協(xié)同工作場(chǎng)景中，通信延遲是一個(gè)關(guān)鍵問題。較高的通信延遲可能導(dǎo)致機(jī)器人之間的動(dòng)作不同步，協(xié)調(diào)困難，影響任務(wù)的執(zhí)行效率和成功率。為了實(shí)現(xiàn)高效多機(jī)協(xié)同，需要采用更先進(jìn)的通信技術(shù)和協(xié)議，優(yōu)化通信網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)，提高通信的實(shí)時(shí)性和可靠性，同時(shí)還需要進(jìn)一步改進(jìn)機(jī)器人的控制算法，使其能夠在一定程度的通信延遲下仍能保持較好的協(xié)同性能。

路面關(guān)節(jié)卡頓問題：

復(fù)雜路面條件容易導(dǎo)致機(jī)器人關(guān)節(jié)卡頓，影響其通過(guò)性和穩(wěn)定性。這要求機(jī)器人具備更強(qiáng)的環(huán)境感知能力和自適應(yīng)控制能力，能夠?qū)崟r(shí)感知路面狀況并調(diào)整自身的運(yùn)動(dòng)姿態(tài)和關(guān)節(jié)力量輸出。在硬件設(shè)計(jì)方面，需要加強(qiáng)機(jī)器人的機(jī)械結(jié)構(gòu)強(qiáng)度和靈活性，采用更可靠的關(guān)節(jié)驅(qū)動(dòng)和傳動(dòng)裝置，以提高機(jī)器人在復(fù)雜路面環(huán)境下的通過(guò)性和可靠性。

（二）技術(shù)落地的現(xiàn)實(shí)鴻溝

成本悖論：

成本問題是制約機(jī)器人技術(shù)大規(guī)模落地的重要因素之一。高成本使得機(jī)器人在很多應(yīng)用場(chǎng)景中的性價(jià)比優(yōu)勢(shì)不明顯，限制了其市場(chǎng)需求和推廣范圍。降低成本需要從原材料采購(gòu)、零部件制造、生產(chǎn)工藝優(yōu)化以及規(guī)模效應(yīng)等多個(gè)方面入手，同時(shí)還需要加強(qiáng)技術(shù)創(chuàng)新，研發(fā)更高效、更經(jīng)濟(jì)的機(jī)器人技術(shù)和產(chǎn)品，以提高機(jī)器人的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力和普及率。

場(chǎng)景局限：

救災(zāi)機(jī)器人狹縫穿越速度提升300%的數(shù)據(jù)源于實(shí)驗(yàn)室，實(shí)際救援環(huán)境成功率不足40%。實(shí)驗(yàn)室環(huán)境與實(shí)際應(yīng)用場(chǎng)景之間存在較大差異，機(jī)器人在實(shí)驗(yàn)室中表現(xiàn)出的優(yōu)異性能往往難以在復(fù)雜多變的實(shí)際環(huán)境中得到充分發(fā)揮。這提示我們?cè)跈C(jī)器人技術(shù)研發(fā)和測(cè)試過(guò)程中，需要更加注重實(shí)際場(chǎng)景的需求和特點(diǎn)，加強(qiáng)機(jī)器人在真實(shí)應(yīng)用場(chǎng)景中的測(cè)試和驗(yàn)證，提高其環(huán)境適應(yīng)性和任務(wù)完成能力，以縮小技術(shù)落地的現(xiàn)實(shí)鴻溝，推動(dòng)機(jī)器人技術(shù)在更多領(lǐng)域的實(shí)際應(yīng)用。

四、技術(shù)攻關(guān)方向驗(yàn)證

（一）已驗(yàn)證突破

清華大學(xué)團(tuán)隊(duì)2024年在《Science Robotics》發(fā)表論文，其仿生踝關(guān)節(jié)模組扭矩密度達(dá) 120Nm/kg（國(guó)際同類產(chǎn)品80Nm/kg）；小米CyberOne 機(jī)器人實(shí)現(xiàn)0.5米半徑自主轉(zhuǎn)向，但需預(yù)編程路徑支持。這些研究成果表明我國(guó)在機(jī)器人關(guān)鍵技術(shù)和產(chǎn)品研發(fā)方面取得了一定的突破。仿生踝關(guān)節(jié)模組的高扭矩密度設(shè)計(jì)為機(jī)器人在復(fù)雜地形行走和運(yùn)動(dòng)控制方面提供了更好的硬件支持，有助于提高機(jī)器人的穩(wěn)定性和靈活性。小米CyberOne機(jī)器人的自主轉(zhuǎn)向能力則體現(xiàn)了在機(jī)器人運(yùn)動(dòng)控制算法和感知技術(shù)方面的進(jìn)步，盡管仍需要預(yù)編程路徑支持，但為未來(lái)實(shí)現(xiàn)更高級(jí)的機(jī)器人自主導(dǎo)航和運(yùn)動(dòng)規(guī)劃奠定了基礎(chǔ)。這些已驗(yàn)證的突破為我國(guó)機(jī)器人產(chǎn)業(yè)的發(fā)展注入了新的動(dòng)力，也為相關(guān)領(lǐng)域的研究和創(chuàng)新提供了有益的借鑒和參考。

（二）現(xiàn)存瓶頸

高工機(jī)器人研究所2024年報(bào)告指出：國(guó)產(chǎn)伺服電機(jī)功率密度僅為日系產(chǎn)品的65%，編碼器精度差距達(dá)2個(gè)數(shù)量級(jí)；商業(yè)化障礙方面，特斯拉Optimus量產(chǎn)成本預(yù)估仍超10萬(wàn)美元，距離工業(yè)級(jí)應(yīng)用門檻（<5萬(wàn)美元）尚有差距。

伺服電機(jī)與編碼器技術(shù)瓶頸：

伺服電機(jī)和編碼器作為機(jī)器人的核心零部件，其性能直接關(guān)系到機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)精度、力量輸出和響應(yīng)速度。我國(guó)國(guó)產(chǎn)伺服電機(jī)和編碼器在功率密度和精度等方面與國(guó)際先進(jìn)水平相比仍存在較大差距，這嚴(yán)重制約了我國(guó)機(jī)器人整體性能的提升。要突破這一瓶頸，需要加大對(duì)伺服電機(jī)和編碼器研發(fā)的投入，加強(qiáng)產(chǎn)學(xué)研合作，引進(jìn)和吸收國(guó)外先進(jìn)技術(shù)，提高我國(guó)在該領(lǐng)域的自主創(chuàng)新能力，逐步縮小與國(guó)際水平的差距，為機(jī)器人產(chǎn)業(yè)的發(fā)展提供可靠的核心零部件保障。

商業(yè)化成本障礙：

以特斯拉Optimus為代表的先進(jìn)人形機(jī)器人的量產(chǎn)成本仍然居高不下，遠(yuǎn)高于工業(yè)級(jí)應(yīng)用的門檻要求。高昂的成本使得這些先進(jìn)的機(jī)器人技術(shù)難以大規(guī)模應(yīng)用于實(shí)際生產(chǎn)生活中，限制了機(jī)器人產(chǎn)業(yè)的商業(yè)化發(fā)展進(jìn)程。降低商業(yè)化成本需要從多個(gè)環(huán)節(jié)入手，包括優(yōu)化產(chǎn)品設(shè)計(jì)、提高生產(chǎn)效率、降低原材料成本、加強(qiáng)供應(yīng)鏈管理等。同時(shí)，還需要進(jìn)一步開展技術(shù)創(chuàng)新和研發(fā)，探索新的材料、制造工藝和設(shè)計(jì)理念，以實(shí)現(xiàn)機(jī)器人產(chǎn)品的高性能與低成本的有機(jī)結(jié)合，推動(dòng)機(jī)器人技術(shù)的商業(yè)化普及和應(yīng)用。

綜上所述，北京亦莊這場(chǎng)全球首個(gè)人形機(jī)器人半程馬拉松賽事，已超越技術(shù)競(jìng)技的范疇。它既暴露了中國(guó)在精密傳動(dòng)、高密度電機(jī)等領(lǐng)域的技術(shù)代差，也驗(yàn)證了“場(chǎng)景驅(qū)動(dòng)創(chuàng)新”模式的可行性。正如賽道旁那句未被攝像機(jī)捕捉的標(biāo)語(yǔ)：“追趕者的每一步，都是領(lǐng)跑者的起跑線”，在智能革命的馬拉松中，真實(shí)的技術(shù)演進(jìn)遠(yuǎn)比完美的宣傳敘事更具價(jià)值。未來(lái)，我們需要繼續(xù)加強(qiáng)技術(shù)研發(fā)和創(chuàng)新，突破現(xiàn)存瓶頸，推動(dòng)機(jī)器人產(chǎn)業(yè)的健康發(fā)展和廣泛應(yīng)用，以實(shí)現(xiàn)我國(guó)從機(jī)器人大國(guó)向機(jī)器人強(qiáng)國(guó)的轉(zhuǎn)變。