9.58秒和21.50秒。这是人类和中国人形机器人在百米赛跑中的最佳成绩。牙买加选手博尔特在2009年创造的纪录,多年内无人能破。但随着技术进步,机器人速度不断加快,两者之间的差距正在缩小。有业内人士表示,明年机器人在百米比赛中的表现可能超越博尔特。
16年前,博尔特创造了人类百米纪录。那一年,他在柏林体育馆用不到10秒完成比赛,让全场观众惊叹于人类奔跑的速度极限。此后16年,没有选手能在这一成绩上取得突破。
现在,人们把希望寄托在人形机器人身上。2025年8月,世界机器人大赛中,北京人形机器人创新中心研发的具身天工Ultra以21.5秒完成百米赛跑并获得冠军。这台机器人每秒可移动4.65米。
比赛中,许多机器人需要遥控操作才能完成任务。操作员通过遥控器控制机器人的方向,并依靠算法管理其全身动作。而具身天工Ultra则实现了完全自主运行,无需人工干预即可处理复杂环境。
这类比赛对机器人来说是一个全面测试,涉及软件和硬件的能力。从硬件角度看,机器人必须具备稳定性与可靠性,包括电机、关节扭矩、功率密度和响应速度等,以支持高强度运动并保持散热效率。
从软件角度看,机器人需要强大的感知和运动控制能力,能够在高速中保持平衡和稳定。
目前,机器人21.5秒的成绩仍远低于人类的9.58秒。即使速度翻倍,也难以与运动员相比。过去,企业更关注灵巧手和大模型,但现在腿部控制成为重点。
北京人形机器人创新中心表示,他们采用强化学习训练机器人腿部动作,通过试错和奖励机制,让机器人学会走路和跑步。这种训练在虚拟环境中进行数百万次尝试,帮助机器人找到最优策略。
“跑步是机器人走向实际应用的基础。”该中心称,长期稳定的运动能力是机器人进入日常生活和执行任务的关键。
智元也在改进机器人行走和奔跑的速度与稳定性。他们提到,优化关节耐久性、结构件强度、控制算法以及核心部件的性能是关键。
如果企业专门针对这些场景优化,机器人的能力提升会非常迅速。有负责人表示,明年运动会上可能会出现比博尔特跑得更快的机器人。
双足机器人若无法提高速度,将限制其在多种场景的应用。在田径场,机器人可以直线奔跑,但在工业环境中,它们的时速只有1.3米,远低于人类的2.5米。这意味着在工厂里,机器人无法跟上工人节奏。
除了速度,能耗也是问题。腿部移动消耗大量能量,特别是在动态运动中。为了保持平衡,控制系统需要持续调整关节力度,导致高能耗。
据一位负责人介绍,足式机器人的大部分电力用于维持站立和行走。相比之下,轮式机器人可以搭载更大电池。例如,智元最新推出的轮式机器人智元精灵G2,更适合长时间作业。
目前,用户反馈显示,机器人续航时间较短,满负荷运行只能维持两到三个小时。中国作为制造业大国,本可以为机器人提供广阔应用空间,但如果八成能耗用于行走,剩余电量不足以完成其他任务。
专家指出,降低腿部能耗可以从优化步态和结构入手。比如,让机器人模仿人类自然行走,减少主动驱动,或开发更高效的驱动器和双足结构。
明年,机器人可能在百米比赛中跑得更快。但它们还需要在工业场景中具备更长的续航能力。