机器人跑步为什么难 揭秘背后的技术挑战

今天上午，首个人形机器人半程马拉松在北京亦庄开跑。机器人跑步与人相比有何不同？为什么机器人奔跑如此困难，而人类却能轻松完成？

我们是如何奔跑的？其实奔跑并非天生具备的能力。北京体育大学运动人体科学学院的李翰君老师解释说，在慢跑时，我们主要依靠踝关节驱动，小腿后群和踝关节略微发力，使身体重心前移，从而自然地开始跑步。这一过程中，髋关节和膝关节的作用较小，主要是为了缓冲。

相比之下，机器人在跑步时平衡控制较为困难，每一步都需保持稳定，因此它们通常以平脚落地，主要靠类似人的髋关节来驱动。机器人的膝盖一直保持弯曲状态，以起到缓震作用。机器人跑步需要依靠髋关节带动无感知能力的腿和脚，每次落地时，膝盖和脚都要承受全身压力，这使得关节结构设计和材料选择尤为重要。此外，机器人还需具备快速反应能力，否则难以维持平衡。

机器人没有本能和经验，只能依靠程序和计算。为避免摔倒，机器人必须实时计算未来几百毫秒内的重心、速度和姿态变化，并在极短时间内控制多个关节协同动作。由于缺乏肌肉和弹性肌腱，工程师们通过柔顺控制、抗阻调节和力矩规划等方法，让金属关节学会“软着陆”。这些都需要强大的实时算力支持。