跌倒,是人形机器人成长的起点
20支参赛队伍,有六支完赛,这是全球首个人形机器人半程马拉松最终的成绩单。
其中,跑得最快的是由北京人形机器人创新中心自研的“天工Ultra”机器人,它用时2小时40分42秒,成为全球首个人形机器人半马冠军。
这与人类马拉松赛事颇为相似——每年上百场大大小小的马拉松比赛,每场都有大量无法完赛的选手。
对许多选手而言,参与最重要。机器人也是如此,主办方在赛前便提出,“参赛即胜利,完赛即英雄。”
在社交平台上,机器人选手的状况百出,让网友们哈哈大笑,这更凸显了比赛的真实——它不是精心包装的表演秀,而是一次不怕丢脸的技术实战演练。
图片来源:新华社
机器人选手状况百出
4月19日上午7:30,发令枪响后,机器人选手与人类选手一同踏过起跑线,开始了21.0975公里的半马征程。
这场比赛本该在4月13日开跑,但因突如其来的极端大风天气,被迫推迟了一周。比赛前一天,北京又迎来一场不小的春雨,再次为这场机器人半马增添了些许不确定性。
好在4月19日天公作美,12摄氏度的温度伴随着湿润的微风,是最适合跑步的理想条件。
这场比赛也受到全球瞩目,除了数百名国内媒体记者外,还有大量海外媒体记者。
尤其是赛后的采访区,每位受访嘉宾都被围得里三层外三层,有体育记者发出感慨,这是他见过人最多的马拉松赛后采访区。
比赛开始后,媒体的目光都聚焦在机器人起跑线上。与人类选手同时起跑不同,机器人选手是按“Z”型布阵排成2列,并依次发枪起跑,且每个机器人出发时间间隔1分钟。
21世纪经济报道记者在起点线见证了所有机器人选手的出发。正常来说,起点是机器人状态最佳的地方,但也有少数机器人出师不利。
有一个参赛机器人在起跑线上身体虽然启动成功,但始终无法迈出脚步,最后因耽误太多时间不得不让开赛道。另一个机器人则在起跑线一动不动,然后被工作人员抬了下去。
除了这两个机器人外,还有一个机器人刚离开起跑线不足十米,就因为失控撞向护栏,部件散落一地。
在成功“起跑”的机器人选手中,有一些是真的在跑,还有一些是在走。记者了解到,有些机器人虽然起步正常,但在行进不到1公里时,也因种种原因不得不退出比赛。
在赛道2.5公里处,主办方设置了机器人补给点,而实际抵达这里的机器人选手不足一半。
天工Ultra夺冠“秘诀”
参加半马比赛,对机器人选手本身就是一个巨大的挑战。
在赛道方面,机器人选手与人类选手共用同一跑道,都是公开道路,有平地也有坡道,还包括6个左转道和8个右转道,因此机器人需要精准调整步伐、姿态,并控制好动力和制动。
而21公里的长途奔跑,更是考验着机器人的动力电池和关节耐热性。
因此在赛制上,虽然主办方鼓励一台机器人不换电池跑完全程,但也允许机器人在中途更换电池,甚至更换机器人选手。不过,如果更换了机器人选手会被罚时,而最终的比赛成绩将是比赛计时与罚时总和。
此次夺冠的天工Ultra机器人全程没有更换机器人,但换了三次电池。而其他完赛的机器人队伍均更换了机器人,次数在1~5次不等。
赛后,北京人形机器人创新中心首席技术官唐剑在接受21世纪经济报道记者采访时表示,在参赛之前,天工Ultra机器人的一个重要目标就是用一台机器人跑完全程,所以最终的结果也非常理想。
至于换电池,唐剑解释说,对于电池容量团队斟酌再三,并做了许多测试,最后选用了15安时的电池,这个是在平衡机器人重量和速度之后做出的最优选择。
与许多机器人选择“轻装上阵”不同,天工Ultra机器人为了这次比赛已经备战七八个月。
“天工Ultra”身高约180cm,体重约55kg。对人形机器人来说,随着身高和体重的增加,不只大幅提高了重心,还直接导致关节驱动系统需要提供更大扭矩、承受更高冲击,运动控制算法也需要应对更大惯性和动态平衡难题。
据唐剑介绍,为了参加半马,北京人形机器人创新中心对天工Ultra做了一系列优化。比如在硬件上为天工Ultra进行了减重,并对关节模组的导热设计进行优化,以及通过对机器人腿部的低惯量化设计,让机器人跑起来更加轻盈。
在软件方面,北京人形机器人创新中心也对天工Ultra的各类算法进行了优化。调整后,天工Ultra可以通过多模态传感器融合实时感知环境信息,并动态调整速度和方向;同时借助强化模仿学习技术,天工Ultra能实现高精度控制各关节协调运动,确保奔跑时保持身体平衡。
产业化前的能力自证
在社交平台上,许多网友好奇,为什么机器人选手在赛场上,身边还有工作人员跟着。事实上,这是比赛允许的。
根据赛事规则,机器人将以队伍为单位参赛,每支赛队最多可安排3名工作人员同时进入赛道。
而在跑步方式上,比赛既允许机器人自主奔跑,也允许跟随奔跑,还允许工程师遥控操作。在比赛过程中,大部分机器人都是采用遥控方式行进,只有少数是机器人自主奔跑。
此次夺冠的天工Ultra采用的是半自主导航方式,即天工Ultra是在一名领航员的带领下完成比赛。该领航员身上背着信号发射器,天工Ultra则是跟随信号行进。
唐剑告诉记者,目前自主导航技术在汽车领域相对成熟,但在机器人领域依然是非常大的挑战。“人形机器人全身的关节远多于一些轮式机器人,所以它的控制复杂度是几何指数的增长。同时,产业界也没有一个可参考的标准,可以明确的是,自动驾驶的算法不能直接应用到机器人身上”。
因此,自主导航也是北京人形机器人创新中心目前重点攻关的方向之一。据唐剑透露,今年年中或者稍晚一点,他们就会推出具备自主导航的机器人产品。
此外,对于人形机器人产业的发展,此前曾因金沙江创投管理合伙人朱啸虎的言论产生过一些争议。在唐剑看来,这次机器人半马的举办,最大意义就是在为机器人的产业化落地做准备。
“机器人要真正产业化落地,可能需要7×24小时的连续稳定工作,这次跑马拉松,就能验证这方面的能力。”唐剑称。
在他看来,机器人的产业化落地将经历三个发展阶段:首先是在工业和泛工业场景应用;然后是商业场景提供服务,同时可以完成一些打包、扫码等相对复杂的操作;最后是在生活和家庭场景中落地,扮演保姆、管家的角色。
有数据预测,2026年中国人形机器人产业规模有望突破200亿元。实现这一规模的前提,是机器人要走出实验室,逐步迈向产业化。
而这次机器人半马,可以看作是机器人产业化之前的一次能力摸底。对于表现出色的机器人,我们应该喝彩,对于那些表现不佳的机器人,我们也应该给予鼓励。
毕竟,他们敢于把缺点摆出来,这比藏着掖着更难能可贵。就像人类学步,总要摔倒一样,机器人“跌倒”的数据,将是它们成长的起点。
相信接下来,会有更多机器人参与的活动举办。我们也希望,像当年AlphaGo与李世石上演的人机大战一样,在不久的将来,人形机器人也能迎来一次惊艳世人的能力自证。