機器人跑馬拉松,
一場集體“整活兒”。
文|楊小彤
編輯|巴芮
來源|後浪研究所(youth36kr)
封面來源|官方供圖
雖然因大風被推遲了一週,但這場全球首次的人形機器人半程馬拉松熱度不減。
4月19日早上7:30,正式開賽前,起點和路途中就已經聚集了很多專門來看機器人的觀眾。再往前一個月,社交媒體上就有人記錄機器人的訓練過程,猜測誰會奪冠。
據賽前的官方訊息,這場比賽共有21個來自不同公司和高校的參賽隊伍,隊名五花八門,有正經的以公司名命名的“靈寶機器人隊”“軒轅機器人隊”,也有不正經到讓人印象深刻的“湛瀘衝鋒龍捲風隊”和“巴音布魯克永遠的王”,有一種大學生參加社會實踐組隊叫“你說的都隊”的既視感。
這些機器人身型各異,最高的是天工Ultra和逐日行者,身高都是180cm,最矮的則是北京科技職業大學研發的“0306小巨人”,只有75cm,重10kg。最重的是軒轅機器人,172cm的個子,體重高達88kg,光是手臂負載就有20kg,這對跑馬拉松來說,可不是個優勢。

0306小巨人
它們的優勢也各有千秋。行者二號是史上首個行走距離突破百公里的足式機器人,續航長達6小時以上。松延動力的“小頑童”奔跑姿勢非常接近人類,能在複雜的地形中實現高效能量回收與自適應的步態切換,“天工隊”的天工Ultra,最高奔跑速度已經達到全球領先的12km/h,其具備的帶有視覺感知的泛化移動能力,能夠輕鬆應對溝壑、大高度差等複雜地形。
早上6:00出頭,未啟動的機器人和操控機器人的隊員們就已經在起點後等候,也許因為時間太早,這時的觀眾多是逛公園的大爺大媽。
7:00,人類選手們已經原地起跳開始熱身,機器人賽道的選手們則沉著的可怕,一動不動。
這次北京亦莊半程馬拉松採取的是人機同跑的方式,只不過在同一路途中分割出了兩條賽道。
顯然機器人選手們更受關注,不光媒體和觀眾,就連一旁準備跑馬的選手們也一直對著機器人們拍攝。這不免讓人懷疑,這次的跑馬選手中是不是有一部分專門為了看機器人來的,畢竟他們的賽道里才是最好的第一視角。
早上7:30,比賽開始。

一同出發的人類選手和機器人選手,圖源官方
12000名人類選手集體從右側賽道出發,而22個機器人和它們的陪跑人員則在左側賽道,以一分鐘為間隔,分批出發。
至於為什麼要讓機器人跑馬拉松,更多公司是想借助此次機會測試一下自己的機器人。因為實驗室的完美條件無法模擬現實路況的複雜與不可控。唯有在連續21公里的真實環境中,關節結構、能耗效率、散熱能力和運動演算法才會被全面暴露,而這正是“人形機器人產業能否落地”的第一道門檻。

機器人勇闖21公里
這場機器人的“組團出道”,少不了背後機器人公司的煞費苦心。
雖然2月末就已經有公司知曉了關於這場馬拉松的舉辦訊息,但對於他們來說,時間還是太倉促,畢竟人跑馬拉松都至少要進行4周的備戰訓練呢,更別提還沒“進化”完的機器人了——至少要讓它們在跑完這場比賽的時候還有個完整的“人樣兒”,而這要落到相應研發人員身上的具體工作就是要進行一系列的演算法除錯、硬體加固,以及續航升級。
這應該是大部分機器人第一次線上下公開亮相,最好還是不要出什麼岔子,畢竟未來的消費者和競品都看著呢。
所以在受邀後,機器人公司一般都會開會斟酌一下。
人形機器人公司魔法原子是在2月底接到參賽邀請的。起初,公司內部也因為時間緊張而糾結要不要參賽,但魔法原子副總裁兼研發負責人陳春玉告訴“後浪研究所”,一方面出於對公司產品力的信心,另一方面出於對競爭對手的瞭解——畢竟這個行業的體量還不大,大家對彼此有啥產品和技術都門兒清,最終還是決定參賽。巧的是,魔法原子正準備研究人形機器人跑步的演算法,不如藉著這個機會,檢驗一下公司階段性的研發成果。
位於北京的機器人公司松延動力也是參賽者之一。但他們的準備時間貌似更少——3月14日他們剛釋出了旗下新款人形機器人運動健將 N2連續後空翻的影片,在那之前,這裡的演算法工程師們忙得都是如何讓機器人連續後空翻,直到影片成功釋出後才開始做馬拉松的準備。
當然,對一個剛成立一年半的新機器人公司而言,那場連續後空翻的表演是極其重要且必要的,事實證明,這確實讓其收穫了不少關注,因為它是當前全球唯一實現真機連續空翻的機器人。
那之後,松延動力成立了馬拉松專案組,集中火力對N2進行跑步特訓。
松延動力創始人兼CTO姜哲源說他們參賽也是為了倒逼團隊進行測試,提升產品穩定性。“我們不希望(機器人)到客戶那塊的時候,客戶說你們的機器成天出問題、成天壞。”別看公司名小時間短,但人家的機器人已經實現商業化了。
不過派誰出賽,不同公司有著不同的考量。
這次松延動力派出的參賽選手就是那個會後空翻的運動健將N2。作為一款已經量產的人形機器人,N2在運動上的效能已經比較成熟了。只有110cm的淨身高和20kg的體重,讓這位選手在運動控制上更是有著天然的優勢,“你想那種跳蚤是不是輕輕一跳就能跳得很高?”松延動力的演算法工程師黃華興這麼類比,“這種小的機器人,動態性會更好。”
這也是為什麼釋出不到一個月,這款起售價僅為3.99萬元的機器人訂單量已經達到了6、700臺,背後的客戶多為做運動控制研究的科研機構和高校。也是因為這一“兒童身材”,有些商場還會買N2去當童裝模特,擺在門口攬客。

110cm的N2
魔法原子計劃派出的參賽選手小麥卻是一個“大長腿”,174cm的個子,腿長96cm,雖然會佔一些步幅大的先天優勢,但在陳春玉看來,“小人型機器人參加這種比賽實際上是更有優勢的,它可以把機器人做得很輕,關節力矩相較於它的尺寸來說會比較合理一些。”而小麥的體重高達67.5kg,在2m/s的跑速下,不光能耗大,對於機器人的衝擊也大。
不過魔法原子沒有派出還在研發的小人形機器人的打算,他們更希望在比賽中對大人形機器人的穩定性和可靠性進行驗證。而且作為研發負責人,陳春玉對於小麥的衝擊磨損情況沒有特別大的擔憂。
去年年末,他們就對小麥進行過負重測試,他們在小麥的前胸和後背綁上了總重40kg的槓鈴片,而在這種狀態下小麥仍能實現屈膝行走。這也意味著,小麥的關節足以承受跑步所帶來的衝擊。
但在長達21公里的路程中,跑步對機器人的磨損不容小覷,嚴重程度不亞於跑步時人的半月板磨損和韌帶損傷。
為規避訓練中關節磨損程度的不確定性,魔法原子選擇了4臺機器作為替補選手,如果比賽中機器人選手的關節出現了損壞,便立刻更換。這在這次機器人馬拉松中是被允許的,包括補能。
松延動力則對N2進行了“爆改”。先是加強了N2腳踝的結構強度,連桿加粗,齒輪箱加厚,就連軸承的接觸面積也做了加大,以提高機器人的抗衝擊能力。同時也優化了N2的演算法,讓其在落地時的力氣不要太大,降低N2對腳踝的磨損。
除了腳踝,和地面直接接觸的腳底也是機器人磨損的重災區。
所以在松延動力的辦公區裡,總能看到有測試人員抬著N2的腳一圈一圈地纏防滑膠帶。但因為跑的路程實在太長,膠帶很快就被磨損了。測試人員又想了個新法子——買了幾個加厚鞋底,準備簡單粗暴地粘到機器人的腳底上,EVA材質,緩震且跑起來比不穿鞋的機器人更快。

工作人員正在給N2腳底纏膠帶

和“別人家孩子”的正面競爭
想要讓機器人在馬拉松上“C位出道”,最重要的是對地形的訓練。否則別說勇闖馬拉松了,勇闖家門口都不容易。
但光靠演算法的除錯遠遠不夠,雖然機器人大都具備自主導航、靈活避障的功能,但跑道上路況複雜,且20多個機器人一起跑,不知道什麼時候旁邊就會竄出來一個競爭對手。
所以大多公司都會採用人工的方式去遙控機器人,並組建一個後勤保障團隊,全程跟隨機器人完賽。
這不光苦了機器人,更苦了跟在屁股後面跑的研發人員。
N2的備戰訓練是在松延動力公司門口的柏油馬路上進行。每天,這位選手都要訓練7個小時,從早上10點跑到晚上7點,中間有2個小時的午休。

在公司門口訓練的松延動力N2
有時姜哲源會開車載著工程師們,像婚車攝像一樣跟在機器人前面,“人跟著跑太累了,跑不下來,成考驗人了不考驗機器人了。”有時工程師們就自行接力,輪流受累。
想象一下一個1米8的工程師,跟著1米1兒童身材的N2跑步的畫面,倒還有些滑稽。這也讓N2每次的訓練都能受到圍觀。“後浪研究所”去松延動力那天,就看到不少路人會對著N2錄影,甚至還招手讓N2“過來啊”。不過園區門口的保安早已經見怪不怪了。
除此之外,馬拉松對機器人的續航能力也是一次大考驗。
官方規定,機器人可以更換電池,也可以用“隊友”接力跑的形式跑完全程,但更換一次機器人要罰時10分鐘。對此,每個公司都打起了自己的“小算盤”。
松延動力在悄悄研發一種“增程技術”,試圖讓機器人邊跑邊充電,以減少更換電池所耗費的時間——雖然每換一次電池只需要2、3分鐘,但重啟後的機器人還要進行除錯。
對於這些機器人公司來說,這不光是“自家孩子”第一次在全國觀眾面前的公開露面,也是頭一回和“別人家孩子”的正面競爭。
就連主辦方也像小學班主任要給班裡的每個孩子都安排一個班幹部一樣,除了針對跑步的冠亞季軍外,還設定了完賽獎、最有耐力獎、最佳人氣獎、最佳步態獎和最佳形態創意獎等特別獎項。
所以各機器人公司也鉚足了勁兒,想讓“自家孩子”在跑道上努力表現。
比如松延動力就準備派出兩位選手上場——一個跑得快,一個跑得“像人”,跑得快的負責拿成績,“像人”的負責炫技。“在這個階段,展示很重要”,姜哲源說。為此,團隊特意組了兩個隊伍,每個隊伍都有1臺主力和2臺備用。
但想要有一個精彩的亮相,並不容易。
3月末,參賽的機器人公司和隊伍先後抵達北京,進行實地演習。
機器人跑馬拉松,考驗的不止是機器,更是後面操控機器的人。“機器壞了大不了就換一臺,但對人來說還是存在很大的不可控的意外。”陳春玉說,所以魔法原子決定還是以小麥的安全為先,並不全然追求速度,“因為當天全是機器和人,有可能會把(小麥的)速度降下來,人可以靈活地去處理各種策略。”
不過要是真在賽場上摔了一跤,或是沒表現好露了怯,陳春玉也覺得可以接受,“它不會對我們消費者產生多大的影響,而且我們拿最終銷售的版本的機器給大家看,說明我們是敢於在這種舞臺上去做挑戰的。”作為全國第一次人形機器人的比賽,陳春玉相信觀眾對於機器人的包容度也會比較高。
畢竟,鋼鐵之軀與水泥地親密接觸的“翻車現場”,也是一種可遇不可求的行為藝術了。

一場機器人的大規模“整活兒”
沒想到這類行為藝術,在起點就開始上演了。
宇樹機器人在起點摔倒,但隨後原地來了一個鯉魚打挺,起身後大大方方舉手打了個招呼,繼續跑。但作為全場唯一有著仿生人頭的機器人“幻幻”就沒這麼幸運了,開跑不到3分鐘,它的腿就被摔斷了,只得無奈退賽。

幻幻機器人
同樣遺憾的是,已經備賽了一段時間的魔法原子,也因為檔期問題未能參賽。
除了跑在最前面的天工Ultra和松延動力的“小頑童”“旋風小子”三位選手,之後的大部分機器人選手們似乎對速度方面並無太多追求,有些鬆弛如散步,亦馬當先隊的BoosterTI在經過觀眾較多的路口時,直接停下來開始跳舞。很好,跑不過就整活兒,這可是合了觀眾們的心意。個子最小的“小巨人”在路過時,也提起小短胳膊打起了招呼。

BoosterTI
而在第10個機器人剛經過距離起點3公里的一處交叉路口時,人類馬拉松比賽的冠軍已經產生了。
正如姜哲源所說,這是一次對機器人的測試,同樣也是一場大規模的展示。而為了這場展示,各機器人隊伍也是做足了準備。
松延動力最終還是沒給選手貼上鞋墊,而是穿上了29碼的跑鞋,並加裝了三個定位銷,緩解衝擊力過大帶來的結構損傷;同時清華通班隊在夸父機器人在膝關節和肘關節處戴上了護膝;為了給機器人的關節處降溫,陪跑員每隔一段時間就要檢查機器人關節的發熱情況,並噴上冷卻液和噴霧;當機器人電量告急時,要及時換電。
相比之下,“小頑童”算是全場唯一一個不怎麼“費”陪跑員的選手,在其他陪跑員總要提著牽引繩保護機器人時,“小頑童”的陪跑員大多時間都坐在後面的裁判車上。
但很顯然,松延動力還是對成績有所渴望的,至少它的創始人姜哲源是有的。
當大規模人群湧在賽程終點準備迎接機器人馬拉松的冠軍出線時,姜哲源不知站到了什麼上面,比其他人都高出半個身子,頭戴“必勝”髮帶遙望著終點線。
10點10分,首發選手天工Ultra在觀眾此起彼伏的“加油”聲中完成了衝線,全程用時2小時40分鐘,且據說只換了一次電。

在終點衝刺的天工Ultra
一小時後,松延動力“小頑童”成功衝線,奪得第二。11點18分,用膠帶粘著摔掉的頭的“旋風小子”也成功第三個衝線(還好在機器人跑馬拉松這件事情上,頭的作用並不明顯),姜哲源在一旁大喊,“松延動力”,兩個機器人的陪跑員、演算法工程師們緊跟著喊“牛B”。

在終點匯合的松延動力機器人
之後兩個選手在終點匯合,給媒體和現場觀眾來了一場才藝展示——齊頭並進一起跑,一起踏步。
姜哲源也抑制不住地興奮,和現場的媒體一邊感嘆,“心情激動啊,包攬前三名(衝線)中的兩個”,一邊自報家門,“清華的,1998年的,10月的”。有媒體讓他分享下成功跑下來的原因,他只回答了四個字,“努力、奮鬥”。
(根據官方訊息,本場季軍為“行者二號隊”,原本第三個衝線的“旋風小子隊”因中途更換機器人被罰時,最終獲得第四名。)







