19日，在由中心广播电视总台北京总站参加联合主办的全球首个人形机器人半程马拉松比赛中，天工Ultra机器人夺得冠军，成为人们重视的焦点。
天工Ultra是怎么“生长”的？新技能打破的背面又有哪些不为人知的故事？
1月22日：历时八小时
天工Ultra初次应战半程马拉松
本次完结半程马拉松的天工Ultra是“天工”宗族的一员，由北京人形机器人立异中心规划研制。
在“天工”宗族里，天工Lite诞生于2024年4月；天工Pro在Lite的基础上做了晋级，加载了更多的传感器，合适在家庭和工厂作业；天工Max速度更快、续航更久、能扛更多重物。
而此次参赛的天工Ultra是专门为马拉松规划的。它有一双大长腿，迈出的脚步更大，髋部关节更大更健壮，能输出更高的扭矩，它还自带内增高，奔驰时能够缓冲。为了满意长间隔的奔驰，它还能够快速换电。
本年1月22日，天工Ultra第一次测验21公里半程马拉松长间隔跑。
其时的它还需求用绳子将一端固定在吊车上，工程师在电瓶车上用遥控器操控它的运动方向。协作略微不默契，机器人就会被绊倒。电瓶车上，几位技能人员在时间检测机器人的关节温度、奔驰速度、电池电量等要害数据，为后续调优供给重要的数据支撑。
天工Ultra的第一次测验长间隔跑21公里，用了八个小时，间隔跑进三个小时的小方针还很悠远。但这一次测验，天工Ultra在续航、关节发热、安稳性上都饱尝住了检测。
2月21日：练习大晋级
天工Ultra有了人类领跑员
每一次练习都是一次经历的累积，团队都会进行体系优化，天工Ultra也在快速生长。第2次测验，天工Ultra有了新伙伴——人类领跑员。
本年2月21日，天工Ultra进行野外测验。这一次，它的操控办法晋级，摆脱了遥控器，取而代之的是一个电子信标。奔驰时，这个信标需绑在领跑员的身上，引领天工Ultra行进。
比照第一次测验，天工Ultra体现愈加安稳，跑步姿势轻轻前倾，脚步愈加轻盈，摆臂和步幅显着变大。
算慢了、算错了，摔！
机器人跑步为什么这么“难”？
不同于人类能够选用顺从其美又省力的奔驰姿势，机器人奔驰要靠髋关节带动没有感知才能的腿和脚去奔驰，每一次落地，膝盖和脚都要饱尝住全身带来的压力缓冲。而这些方位也是天工测验中最简单出问题的当地，比方髋关节螺丝掉落、踝关节松动等。
每一个问题的处理都需求关节结构规划、资料等同步提高，更大的应战是，机器人的反应速度还要做到足够快。
机器人没有“天性”，只要程序，没有“经历”，只要核算。为了不摔，它有必要实时核算未来几百毫秒内的重心、速度、姿势改变，并在毫米、毫秒的标准内，操控几十个关节协同动作。
此外，机器人没有肌肉和弹性的肌腱，关节是“硬邦邦的”，假如不想一落地就断，工程师们就得靠核算，经过和婉操控、抗阻调理、力矩规划，让金属关节学会“软着陆”。这些都要依托强壮的实时算力，算慢了，摔；算错了，也摔。
三个月破解多重难题
机器人学会跑步，拢共分几步？
机器人学会跑步的算法大约分三步：
第一步，仿照学习。学习人类的动作，一般是用动捕设备，照葫芦画瓢。
第二步，学习强化。在虚拟渠道，机器人把学来的理论付诸实践，靠着大力出奇观的学习态度，成百上千次测验，学会自主奔驰。
第三步，在实际国际走两步。假如又摔倒了，就回去重学。
就这样不断优化，不断重复在虚拟和实际中跳动，直到把握人类的跑步办法。
和人类比起来，机器人要想更低能耗、更安稳地跑步，的确还需求破解许多难题。但在短短三个月内，机器人从安稳行走到快速奔驰，从短跑到21公里的长间隔跑，前进速度不断加速。
在这个过程中，机器人的散热、零部件的安稳性、整机的可靠性、算法的优化、电池的续航等一系列从前卡顿的难题，都被逐个破解。21公里的长间隔跑，处理的是技能问题、工程问题，更是机器人从实验室走向可用、可规模化运用的工业问题。
△天工Ultra
一个个技能团队的立异和研制，一个个人类工程师的陪跑，才有了今日的机器人半程马拉松。以立异为驱动，机器人们今日所跑出的每一小步，都将成为未来开展的一大步。
来历：央视新闻微信大众号
作者: 张春玲 王胜东 魏雨彤