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“机械骑士”，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，重心一旦超出支撑面，很容易摔倒。

20世纪60年代末，米奥米尔·武科布拉托维奇（MiomirVukobratović）和达沃·尤里奇（DavorJuričić），提出了零力矩点（ZeroMomentPiont）概念，详细解释这个概念需要列很多公式，这里咱们知道它能帮助我们让机器人站稳的条件就行了。零力矩点后来成了双足、四足机器人的步态规划里的重要的概念，算是人形机器人发展史上一个重要的里程碑。而接下来，我们就回来顾一下，机器人是怎么一步一个脚印“走”起来的。

WL-3主从式行走机器人

而且在制造全尺寸人形机器人之前，研究者先是使用了“半身”机器人对人形机器人的步态进行研究。

WL-3主从式行走机器人，图片来源：HumanoidRoboticsInstitute,WasedaUniversity

WABOT-1

世界上第一个全尺寸人形智能机器人，是1972年，日本早稻田大学建造的WABOT-1。虽然叫人形机器人，但它看起来更像是个乐高积木块搭起来的“方块人”。

WABOT-1机器人，图片来源：HumanoidRoboticsInstitute,WasedaUniversity

虽然看起来有点方，但是它能通过早期的传感器探测周围的障碍物，并且能够颤颤巍巍地迈腿行走，在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（BostonDynamic）也发布了自己的ALTAS展示视频，相比于之前的ASIMO，ALTAS的运动能力确实有了飞跃式的提升。能够“障碍跑”，拿起箱子搬到指定位置，以及后空翻。

“工作”中的ATLAS，图片来源：波士顿动力官网

但强大的ATLAS也有一个致命问题，成本过高。一台ATLAS的价格动辄上百万美元。相比之下，崛起的国产人形机器人，正在解决这一问题。

崛起的国产人形机器人

我们国家的全尺寸人形机器人出现得也不算晚，比如2000年就诞生了由国防科技大学研制的“先行者”。

国防科技大学研制的“先行者”机器人，图片来源：Wikipedia

以现在的视角，从外观上看，先行者确实是挺简陋的，但经过20多年的发展，我们国家的人形机器人已今非昔比了。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3DEXPERIENCEWORLD2025峰会上，波士顿动力公司的联合创始人马克·雷伯特（MarcRaibert）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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作者丨田达玮 科普创作者

审核丨于乃功 北京工业大学教授

来源: 科普中国新媒体

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