“起猛了，机器人也开始跑马拉松了！”
今日（4月19日），北京亦庄半程马拉松暨人形机器人半程马拉松鸣枪开跑——这是全球首个人形机器人半程马拉松。
官方供图
勇夺冠军的“天工Ultra”机器人，1.8米大长腿带风，跑姿潇洒，完全不输人类选手；迈着短腿却又稳又快的“松延动力N2”，小巧灵活；还有被大赞“又萌又可爱”的“小巨人”，圈粉很多观众；甚至有机器人还戴上“防晒帽”参赛，风格拉满。
比赛过程中也是“名场面”频出：有的机器人刚起跑就“罢工”，还有的“累到头掉”却依然坚持奔跑，被网友封为“无头勇士”；也有选手慢悠悠地演绎“佛系半马”，更有机器人突然开启才艺模式，跑着跑着就开始表演，仿佛走错了片场。
对于这场比赛，相信很多也充满了很多疑问：为什么要让机器人来跑马拉松？人形机器人跑马拉松，到底要怎么跑？人形机器人和人类运动员到底谁厉害？
下面，我们通过7个问题，分别解答一下你心中可能出现的疑惑。
1.参加此次比赛的机器人
都有哪些？
本次比赛全程21.0975公里，共有20支人形机器人队伍参赛。这些机器人参赛队来自全国顶尖的机器人公司以及高校和科研院所。
其中有不少机器人具有相当强的实力，比如天工Ultra，据了解，它实测的平均时速可以达到每小时10公里，最高奔跑速度能达到12公里，能够平稳通过草砂丘石等复杂地形，登上百级35厘米的高差台阶。最终，赛前就被十分看好的天工Ultra用时2时40分42秒跑完21.0975公里，夺得全球首个人形机器人半程马拉松冠军。
旋风小子队的N2机器人，虽然个子小（只有1.2米），但它的最大速度也能超过每小时12公里。清华通班队的夸父机器人，奔跑速度也能超过每小时7公里。
除了跑得快，参加半程马拉松比赛还需要机器人能跑得久。一些机器人拥有非常强的续航能力，比如钢宝队的幻幻机器人，它的石墨烯双通道散热设计，能让它保持4.5小时的持久续航。行者二号队的行者二号，是历史上首个突破百公里行走的足式机器人，续航能力能达到6小时以上。
2.机器人跑马拉松
同样也需要穿鞋？
很多人在看比赛时，都很好奇：怎么机器人跑步也要穿鞋？
虽然人形机器人的脚本来就是设计的可以直接在地面上行走，但是考虑到这次马拉松比赛需要跑很长的距离，一些参赛队会给自己的机器人穿鞋以增大摩擦、减少震动，减少脚部和关节的磨损。
有些参赛队给机器人装了一个简易版的鞋底，有些就直接穿人类的跑鞋了。比如旋风小子队的N2机器人，因为个头小，就直接用童鞋稍加改装作为自己的跑鞋。虽然不知道机器人觉得舒不舒服，但至少减震效果是有了。（配图）有些则会在脚底安装耐磨设备，目的都是为了适应特殊地面状况。
机器人跑步也很费鞋，有的机器人20天就练废了4双鞋。拍摄者：丁崝
除了穿鞋，为了让人形机器人能够长距离奔跑，很多团队也专门给机器人做了专门的优化，比如天工Ultra机器人就去掉了灵巧手等部件，毕竟这样的部件对跑马拉松来说帮助不大。
天工Ultra机器人。拍摄者：丁崝
所以，人形机器人和人类选手一样，也是需要提前穿好装备，做好“减重”和练习的。
3.机器人跑马拉松
可以自己单独跑吗？跑偏了怎么办？
在这次的马拉松比赛中，允许机器人自主奔跑，也允许有人类领航员引导或者是遥控操作。据介绍，天工Ultra通过无线领航技术完成跟随导航和长程路径规划，可以自主即时调整奔跑方向和速度来完成赛事。
自主奔跑很好理解，机器人根据坐标信息，和传感器接收到的路况信息自行奔跑。遥控操作也不难理解，就是人类操控手跟在机器人身边，遥控操作机器人的前进路线（并不需要具体到操作机器人的每一步动作）。引跑主要是采用UWB（超宽带）无线通信技术，引跑的人类在领航员带着信号发射器在前方向机器人发出信号，机器人会跟随领航员的信号前进。
机器人是有专门区域跑步的，而且在参赛的时候每支参赛队最多可以派3位人类成员在机器人身边领航或者是提供必要的辅助。现场大多数参赛队伍都采用了“一名人类领跑员+一名控制员+机器人”的组合模式。
官方供图
如果路线开始出现偏差，人类队员会立即干预，所以一般不会出现机器人跑偏很远的情况。而且到达终点之后，只需要领航员停止跑动，或者操作员停止操控，机器人自己也就停下了，不会继续“乱跑”。
机器人要实现稳定跑步，精准的运动控制是一大技术难点。据北京人工智能研究院机器人研究中心主任于乃功介绍：机器人在奔跑过程中需要精准协调身体各部位，以实时保持动态平衡。同时，要能针对不同地形条件（如坡道、转弯、坑洼路面等）灵活调整步频、步幅和落脚点，避免摔倒或失稳。这对机器人的自主平衡与稳定性提出了很高的要求。
这也是为什么在比赛开始时，看到一些机器人“跑歪了”的原因。
4.机器人跑马拉松
中间需要“补给”吗？
就像人类在跑马拉松期间，沿途会有补给站提供补给一样，在这次人形机器人半马比赛期间，沿途也设有多个补给站，机器人可以在这里进行充电补充能量。不过对很多参赛队来说，补给的主要方式并不是充电，为了提高效率，直接给机器人更换电池或者干脆更换一台机器人更合适一些。
当然了，这场比赛是鼓励参赛队用一台机器人不换电池完成整个比赛的，所以规定“换电不停表”，换电所用的时间正常纳入比赛时长，此外更换机器人必须罚时。
据于乃功教授介绍，21公里的长距离奔跑对机器人电池容量和能效管理提出了严格要求。同时，在长时间高强度运行中，机器人必须具备强大的故障诊断能力，能及时发现并处理传感器或机械部件出现的故障，确保控制系统稳定可靠运行。
有些参赛队的机器人大概率是不需要中途更换电池的，据介绍，行者二号参赛队全程未更换电池、未更换机器人，其参赛机器人能够续航6小时。
那么电池容量大是否更有优势呢？
虽然从理论上来说，电池容量大确实具有优势，但是大容量的电池重量也相对比较重，临时换上大容量的电池可能反而会影响机器人的跑步姿态和速度，所以很多参赛队并没有刻意增加电池的容量，而是采用轻便的电池外加能更快更换电池的技术支持。
比如，很多参赛队采用的是“热拔插”更换电池，即不需要关机，直接更换电池，让整个更换电池的时间压缩到10秒钟左右。另外，城市之光队的宇数科技G1机器人，也提前就改进了电池仓的设计，把电池仓改为了开放式电池仓，方便在比赛期间快速更换电池。
机器人持续行走不仅面临电力耗尽的挑战，其机械关节在长时间运转后也会因摩擦积累而产生高温，因此需要人类通过外部喷淋等方式为关节降温。
5.机器人跑马拉松
能跑得过人类？
本次的冠军天工Ultra用时2时40分42秒跑完21.0975公里。相比之下，人类跑半马，一般限时3小时内完成，根据《2024中国路跑赛事蓝皮书》，国内半马平均完赛时间为2小时06分。
可见人形机器人跑马拉松的速度目前是比不过人类的，但其中一些的跑步能力可能比没有跑步基础的普通人要强。
那么如果机器人一直用最高速度跑步呢？我们前面提到，很多机器人的最高速度能达到12公里/小时，但是它们在比赛中一般不会以最大速度奔跑，以提高稳定性。
比如前面提到的天工ultra，在正式比赛之前，它测试跑完半马的时间是在2小时52分钟，并不是全程以最大速度奔跑。据天工团队的人表示，如果未来专注机器人跑步速度的提高，是有可能和人类一较高下的，但目前这种研发方向对机器人的实际应用参考意义不大。
另外，前面还提到旋风小子队的“小个子”N2机器人，为了提高他的稳定性和续航能力，工程师也主动把它的速度给调低了。
顺便提一句，因为一些参赛队的机器人需要人类队员辅助，而很多工程师队员并不是跑步运动出身，所以为了这次比赛，也需要和机器人一起努力练习，这也算是某种程度上的人与机器人共同成长啦。
6.本次比赛爬坡过坎拐14个弯
机器人摔倒了怎么办？
根据比赛的规则，比赛线路整体比较平缓，但也是有坡道的，坡道的角度不超过10度，中间也包括14个弯道，弯道的转弯角度不超过90度。
大部分参赛机器人能够适应这样的地形，其中不少机器人能应对更复杂的地形，所以赛道上的坡道对机器人选手来说算是“小菜一碟”了。
当然了，在比赛中难免会出现一些意外状况，如果机器人摔倒了，它们还能继续比赛吗？
在本次比赛刚开始时，就有一个机器人摔倒但也很快就站起来了。其实在之前排位赛的时候，天工Ultra就摔倒了，但它只用了10秒钟时间，就爬起来继续奔跑了。
城市之光队的G1机器人也演示过摔倒之后爬起继续奔跑的功能，其中最夸张的，要数亦马当先队的BoosterTI，它搭载了先进的运动控制算法，能够在1秒钟之内摔倒起身，简直比人类还要灵活。
7.机器人跑马拉松为何要求人形？
这种比赛有何意义？
本次机器人马拉松比赛要求参赛机器人应具备人形外观，采用双足行走或奔跑，而不能是轮式结构。很多人会有疑问：为了跑得更快，机器人用轮子不是会更快吗？
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如此赛制设置这背后其实可能是对未来机器人应用场景的深刻考量。
据于乃功教授介绍，相比于轮式、履带式机器人，人形机器人在结构上与人类最为接近，更容易融入人类生产与生活中的各种复杂环境。例如上下楼梯、存在障碍物的狭窄通道等情景，而轮式机器人往往难以灵活应对。采用双足人形机器人虽然在跑步效率和稳定性方面不如轮式机器人，但恰恰能通过这种高强度、长时间的奔跑运动，深入评估机器人在环境感知、运动规划、能量管理、机械耐久度等方面的水平，暴露当前的技术瓶颈，加快机器人从实验室向现实应用场景迈进的步伐，真正实现机器人服务于人类社会的目标。
人形机器人在克服这些挑战的过程中所积累的经验，改进的算法和硬件设计对未来人形机器人的发展是有重要价值的。
于乃功教授还提到，更接近人体的双足结构可以直接验证并推动具身智能、运动平衡控制、步态规划等高难度技术的深入发展。若仅采用轮式方案，虽然可以提升速度与能效，却难以适应人类日常场景，也会错失一个面向现实应用、推动人机协作的技术试验场。
对人形机器人来说，参加半马比赛的意义绝不只是拿到奖项，而是积累经验，展示能力。
而且，当人们看到机器人和人类一起奔跑的画面时，会产生强烈的科技亲近感。这种直观的展示比任何广告都更能激发年轻人一代对机器人技术的兴趣，说不定就能吸引更多的人加入这个充满可能的领域。
策划制作
作者丨田达玮 王梦如
审核丨于乃功 北京工业大学教授
内容资源由项目单位提供
