1996年,在北京经济技术开发区,成立了国内第一家专业生产工业机器人的合资企业,结束了中国没有规模化工业机器人生产企业的历史。30年后,第二届北京亦庄人形机器人半程马拉松如约鸣枪,从“会动”的机器手臂到“会跑”的人形机器人,亦庄21.0975公里的城市赛道,不仅见证了中国制造30年的发展之路,还在更大时空上连接着人类的过去和未来。
直立、长跑:塑造今天的人类
几百万年前,我们的祖先刚刚挺直腰杆、迈开双腿,直立行走解放了双手,使人类能够制造和使用复杂工具,进而促进了大脑容量的增长。同时,直立行走还为人类解锁了一项战胜其它动物的超能力——长距离耐力奔跑。
在短跑赛道上,人类不值一提。猎豹的短跑时速可达110公里,羚羊能跑到80公里,而人类百米世界纪录仅相当于37.6公里/小时。但在长跑领域,人类是当之无愧的“耐力之王”。
为了长跑,人类“退化”了保暖的体毛,拥有动物界最完善的散热系统——全身遍布200-400万个汗腺。人类的足弓像弹簧一样储存和释放能量,粗壮的跟腱能承受数倍于体重的冲击力,发达的臀部肌肉提供稳定的推进力。这些经过数百万年自然选择打磨的结构,让人类成为靠耐力生存的顶级猎人——持续数小时的追逐,足以让羚羊、斑马等短跑健将精疲力竭后被捕杀。而马拉松这项运动,本质上是对人类这一古老生存技能的纪念与传承。
机器人:为什么要长成人形?
在机器人发展初期,“功能优先”的设计理念占据主导:工厂机械臂不需要腿,仓储机器人用轮子更高效,扫地机器人做成圆盘形最实用。但随着通用人工智能时代的到来,人形机器人正成为全球科技巨头竞相追逐的终极目标。
答案其实很简单:我们的世界是为人类量身打造的。从楼梯、门把手到电梯按钮,从桌椅板凳到汽车方向盘,触手所及的工具和空间都按照人类的身体结构和行为方式设计。人形机器人可以无缝融入人类社会。
从技术角度,人形结构已经是运动能力的集大成者,经过数百万年的进化优化,能够完成行走、奔跑、跳跃、攀爬、抓取、投掷等各种复杂动作。把机器人做成人形,可以直接利用海量的人类行为数据,对机器人进行训练。如果做一个其他的专有机器人,要获得海量数据反而更困难。
同时,人形机器人更容易被人类情感所接受和信任,这对于未来人机协作至关重要。换句话说,机器人跑起来,更像人类的伙伴。
半程马拉松:机器人技术的“终极压力测试”
如果说图灵测试是检验机器人智能的黄金标准,那么马拉松可以说是检验机器人综合运动能力的终极挑战,远超实验室里的简单行走和短距离奔跑。
首先考验机器人的能量管理技术。21公里的持续奔跑需要稳定高效的能源供应,这对电池能量密度、电机效率和能量分配算法提出了近乎苛刻的要求。如何在减轻重量的同时保证续航,如何根据路况实时调整能量输出,是每个参赛团队必须攻克的难题。
其次考验机器人的运动控制能力。人类习以为常的跑步其实是个复杂的动态平衡过程,涉及全身200多块肌肉的协调运动和持续高速的姿态调整。机器人需要模拟人类自然的步态,精确控制每个关节的角度、速度和力度。
再次考验机器人的环境感知与自主决策能力。户外马拉松赛道充满不确定性:路面的微小起伏、突然出现的障碍物、其他参赛者的干扰,都需要机器人及时做出反应并调整策略。
最后考验机器人系统的可靠性。在长达数小时的高强度运行中,任何一个零部件的微小故障都可能导致机器人摔倒退赛。这要求机器人的机械结构、电子系统和软件算法都必须达到工业级的稳定性。
人类与机器人:并肩跑向未来
始于直立行走的人类,用奔跑征服了世界,今天又创造了机器人,让它们也学会奔跑。这正是人类文明的独特传承。
在北京创新性地举办全球首个人形机器人半程马拉松赛事,这具有超越体育竞技本身的深远意义,不仅是中国机器人技术实力的一次集中展示,也是全球进入人工智能时代的标志性事件。
作为中国的科技创新中心,北京拥有顶尖科研机构和科技企业,形成了完整的机器人产业链和创新生态。在“三城一区”之一的亦庄举办这场盛会,能够最大限度地整合资源,加速机器人产业的突破;能够吸引来自世界各地的顶尖团队参赛,打造全球机器人技术交流平台;能够进一步激发公众尤其是青少年对科学技术的兴趣,为中国培养下一代科技人才播下种子。
作为有着3000多年建城史的历史文化名城,人形机器人在路上奔跑的风景,让古老与现代、人文与科技实现了完美交融。在“人机共跑”的欢呼声中,越来越像人的机器人走进了我们的日常生活,一个新的时代已经开启。(作者:吴彦鹏)