当你听说“人形机器人跑马拉松”时，是不是觉得又酷又有点“脑洞大开”？4月19日，北京亦庄全球首个人形机器人半程马拉松开跑。一群钢铁侠般的机器人，穿着“金属鞋”，在赛道上一步一步“慢悠悠”地前进，背后却是一队紧张兢兢业业的工程师团队。今天，我们就来揭秘它们如何“坚持到底”，一探那些让机器人“跑”起来的黑科技！

一、为什么要让机器人跑马拉松？

人形机器人跑半程马拉松（约21公里）并非炫技，而是一次“极限体能”大考验。在实验室里，我们可以给机器人铺平地、调恒温、插电源；可现实赛道上，地面高低不平、灰尘飞扬、信号干扰，一切都无法模拟。只有在真正的长距离赛跑中，才能暴露出关节结构、电池续航、散热能力和运动算法等“隐藏Bug”。

二、“机器人腿”有哪些秘密武器？

要让机器人迈出脚步，关键在“膝盖”和“脚踝”——也就是减速器（齿轮组）。目前主流有三种减速器方案：

谐波关节：就像摩天轮上的齿轮，虽然转得不快，但输出扭矩大、运行安静，还能持续跑一两个小时不“偷懒”。

行星齿轮：效率高、响应快，常见于表演型小机器人，能做“鲤鱼打挺”这样的炫酷动作。

直线关节（行星滚柱丝杠）：结构更紧凑，但对精度要求极高，适合高精度动作。

打个比方：这些关节就像你骑自行车时的档位，不同“挡位”下踩踏的感觉完全不同。

三、“热身”和“喘息”——散热与电池换人

高强度奔跑容易发热。机器人电机运转时就像给它“吃”了大力丸，内部温度飙升，得靠“散热”来降温。目前，大家多依赖金属外壳被动散热，再辅以改良电机绕线和增强导热结构，尽量把热量“赶走”。

电池就像机器人“能量槽”，跑一会儿就要“吃点补给”。赛事中每隔3公里设补给站，可实现“热插拔”——在不关机的情况下几秒钟完成电池更换，让机器人继续“吃瓜”前进。

四、“眼耳口鼻”——感知与算法的巧妙配合

在“跟跑”模式里，机器人通过贴在领跑员身上的二维码，用摄像头“盯”着跑步目标，实时调整步伐；若是全自主模式，还需要自己“看”赛道、“算”路线、“选”步态。想象一下，地上有小石子、减速带、甚至突发风吹草动，机器人必须在千分之一秒内做出判断，否则就会“扑街”。

这背后靠的就是“控制算法”——把关节、传感器和控制芯片联结成闭环，让机器人像“装了大脑”般自我平衡、自主走路。

五、“金属疲劳”与“通信干扰”双重挑战

长时间重复运动，就像你一天不停跳绳，肌肉会酸痛；机器人金属结构也会“金属疲劳”，出现松动或开裂。因此，设计师要选用高强度材料、优化结构布局，降低疲劳风险。

与此同时，现场几十台机器人蜂拥而过，无线信号易互相“吵架”。一旦通信受干扰，控制命令可能来不及到达，机器人就会“跟丢人”——变成“呆瓜”。于是各家纷纷优化通信协议，避开高峰频段，保证“通话”清晰。

六、幕后英雄——工程师团队的“马不离鞍”

别以为机器人自己能跑，现场有二三十位工程师一路“殷勤陪跑”，负责算法调试、电池更换、故障排查……就像给机器人配了豪华后援团。赛道旁还有“医疗车”——装满备用电池和工具的后勤车辆，随时待命。

七、小结：跑马拉松，不只是“跑”

人形机器人马拉松赛，不只是比谁跑得快，而是一次系统级“体检”：关节的耐久度、散热的效率、能量管理的成熟度、算法的鲁棒性和通信的可靠性……每一步都凝聚了工程师的智慧。等到这些基础能力都“跑”过来，未来的巡检、配送、安防等场景里，机器人就能真正“上场”啦！

下次想像自己的机器人，是否也能像这样跑得稳当、跑得久、跑得安全？快把这些秘密武器记在心里，说不定哪天，你也能成为给机器人调校“跑姿”的小工程师哦！

供稿单位：重庆市无线电科普体验中心

审核专家：杨耀辉

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来源: 重庆市科学技术协会

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