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从仿人步态到空翻腾跃，人形机器人如何突破“运动极限”？
编辑：梁盈豪2025-03-18 13:33内容来源：工人日报
3月9日，一台身高1.38米、体重40千克的人形机器人在广东深圳人才公园奋力奔跑，穿行在运动人群中，引得不少行人纷纷拿出手机拍照记录。
机器人开始与人类一起跑步？这令人颇感意外。
然而，这并非一场简单的行为艺术，而是深圳市众擎机器人科技有限公司正在进行的机器人奔跑测试。相较步行而言，奔跑对机器人关节执行器的响应速度、抗冲击能力等方面提出了更高要求，尤其是在面对不同的地面状况时，机器人必须依靠高精度传感器实时调整自身姿势，以确保稳定着陆。
从仿人步态，到空翻腾跃，再到奔跑自如……一段时间以来，该公司研发的机器人用越来越多的“惊艳之举”让外界赞叹不已。
就在不久前，该公司研发团队已突破了人形机器人运动能力“极限”——成功完成全球首例人形机器人前空翻，不仅展示了企业出色的创新研发实力，彰显了机器人运动控制技术的飞跃，更引发了人们对未来机器人技术的无限遐想。
那么，人形机器人是如何完成高难度空翻动作的？另外，随着机器人技术不断迭代更新，其在实际应用中展现出越来越多的优势，在这个过程中，机器人企业又是如何突破关键核心技术的？
把整机重量控制到极致
轻轻按下遥控器按钮，机器人猛然屈膝、蓄力，紧接着腾空而起，翻转一圈后稳稳落地……实验室里瞬间爆发出阵阵欢呼声，研发人员早已按捺不住内心的喜悦和激动。
“这一跃，不只是一个动作的完成，更是人形机器人运动极限的突破。”回想起2月下旬这一幕，众擎机器人科技有限公司联合创始人兼市场负责人姚淇元依然激动不已。
空翻，这个看似简单却极具挑战性的动作，实则融合了多个领域的尖端技术，每一个动作细节的背后，都蕴含着极高的技术含量。
“相较于后空翻，前空翻对机器人的爆发力、控制精度要求更高，研发的关键在于减轻整机重量，实现轻量化与高性能的平衡。”众擎机器人科技有限公司联合创始人任国稳表示，研发团队必须要确保机器人具备整机重量轻、关节爆发力强等特点，才有可能完成高难度空翻动作。
“关节重量占机器人整机重量近60%，是减重的核心。只有把关节的重量减下来，才能把整机的重量控制到极致。”任国稳说，为了让机器人更加灵活自如，研发团队采用了自主研发的动力关节技术。
然而，攻克动力关节技术难题，绝非一朝一夕之功。凭借深厚的技术积累与不懈探索，众擎已成为全球少数几家同时具备三大类型高性能动力关节研发能力的人形机器人公司。
长期以来，机器人在行走时难以保持笔直的姿态，弯腿、屈膝行走不仅让机器人“机械味”十足，还会限制其运动表现。业内普遍认为，人形机器人“站不直”的主要原因是其在机械结构、传感器性能等方面还存在诸多技术难题。
2024年10月，众擎推出了全球首个采用优雅直膝步态行走的人形机器人，彻底打破这一技术桎梏。研发团队通过精准采集海量人体运动数据，不断提升机器人的拟人化程度，以确保其在多种复杂环境中灵活应对。
500克的脑袋影响这么大？
“摔了多少次？没有计算过。”当被问及研发过程中机器人的摔倒次数时，姚淇元笑着打开了手机中保存的视频：后仰、前扑、侧翻……砰！金属关节撞击地板的声音一次次响起。
视频中，机器人在空中进行翻转，落地时却以各种姿势重重摔倒。
记者了解到，最初，能够完成前空翻动作的机器人，是个“无头战士”。然而，当研发人员给机器人安装上头部时，问题出现了——机器人重心失衡，翻转成功率大大下降。
“只是装上500克的脑袋，影响怎么这么大？”面对新的困惑，团队持续分析数据、优化算法、调试参数，却始终找不到突破口。
原来，研发团队一开始追求的，是一种近乎完美的“满分策略”：机器人翻转后必须精准落在原地，毫厘不差。然而，这一策略对机器人落地误差的容忍度极低，一旦出现细小的偏差，机器人就有可能摔倒。
在经历了一场场“头脑风暴”之后，研发团队提出了一个大胆的设想：“为什么非要让它原地落地？人类空翻落地后，也会往前走几步，并不会硬生生停住。是不是该让机器人更像人类？”
一次突发奇想就这样给研发团队打开了一扇通往新机遇的窗。
研发团队最终决定“让机器人落地后向前走两步”。简单来说，就是让机器人落地后瞬间切换到行走模式，化解惯性冲击，确保落地的稳定性。
“以前，我们总是想让机器人完美落地，其实没必要让机器人像跳水运动员那样，翻转得那么完美。如果允许它落地后往前走两步，它可以通过调整姿势稳定落地，结果一样能够达到满分。”姚淇元感慨道，突破思维局限，勇于尝试创新方案，从而找到更有效的解决办法，这也正是研发人员创新能力的体现。
备受瞩目的机器人“天团”
在外界印象中，机器人在面对外界干扰时，反应往往较为迟缓，而众擎研发团队推出的人形机器人不仅在感知和人机互动方面的能力显著增强，在结构和功能上也更加接近人类。
成立于2023年的众擎，是一家专注于通用智能机器人研发生产及行业场景解决方案的高科技企业。公司现有50余名员工，其中90%为研发人员，团队成员大多拥有丰富的机器人研发经验。
“将人形机器人的运动能力做到极致后，今年下半年将逐渐增加智能化的内容，让机器人拥有更广阔的应用空间。”公司总裁赵同阳说。
自成立以来，该公司已发布三款面向不同场景的人形机器人产品，并成功完成多项看似“不可能的任务”。这背后，离不开大湾区完善的产业供应链和浓厚的创新氛围。
“测试中一旦有部件损坏，我们立刻联系供应商，通常两天内就能收到替换件。”姚淇元说，在测试过程中，依托当地强大的供应链体系，每当研发团队遇到设备损坏的问题时，企业便能够得到零部件供应商的快速响应和支持。
近年来，深圳机器人产业蓬勃发展，一批企业凭借雄厚的研发实力和过硬的产品质量迅速崛起，组成了备受瞩目的深圳机器人“天团”。相关数据显示，深圳已汇聚人工智能企业2600余家，机器人上市企业34家。
“稳定、可靠、灵活的供应链，使得企业不必过度依赖单一供应商，并能够根据实际情况调整更换供应商，这大幅提升了测试效率和研发进度。”姚淇元说。
对此，深圳市机器人协会秘书长毕亚雷深有同感。在他看来，深圳机器人产业链已经覆盖从核心零部件到整机制造的各个环节，产业链上下游已形成高效协同的创新生态。
“随着技术的不断成熟以及产业链的整合提速，机器人产品类型将更加丰富，功能也会更加强大，尤其是随着商业化进程的加速，机器人将‘跑步’进入百姓生活。”毕亚雷说。（记者 刘友婷）
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