主持人一声令下，通体黑灰色的机器人从屏风后跑了出来，双臂灵活地前后摆动，一只脚稳稳落地、另一只脚紧跟着抬起，跑步姿势与人几乎一模一样。当跑到观众席的边缘，它还知道转个身再回到中央。
近日，全球首个纯电驱拟人奔跑的全尺寸人形机器人“天工”在北京惊艳亮相。研发它的北京人形机器人创新中心介绍，“天工”能以6公里/小时的速度稳定奔跑，处于世界领先水平。
“天工”很苗条，身高1.63米，体重只有43公斤。它每条腿上有6个关节、手臂上有3个关节，活动自如。与此前发布的人形机器人不同，“天工”采用了成本更低的纯电驱技术，并达到了世界领先水平的“拟人奔跑”。
北京人形机器人创新中心总经理熊友军介绍，“天工”对复杂环境有更强的适应性，在行走及奔跑时更快速、更拟人，已实现6公里/小时的稳定奔跑。同时，在盲视情况下“天工”能够平稳通过斜坡和楼梯，遇到磕绊、踏空等情况时也可敏捷调整步态。
然而，让人形机器人像人一样跑起来并非易事。“这对机器人的结构挑战非常大。”熊友军解释，脚在离地时需要高爆发力，关节扭矩比直立行走增加三四倍；脚在落地时也会产生强大的反作用力；跑的过程中会有腾空的动作，可能会引起不稳定、容易摔倒。
为了让“天工”稳稳地跑起来，研发人员在机器人身上专门配备了多个视觉感知传感器、每秒550万亿次操作算力、高精度的惯性测量单元和3D视觉传感器，解决基本运动控制问题。身上配备的高精度六维力传感器，则能给它提供精确的力量反馈。
实现快速、稳定、优雅地拟人奔跑，也得益于“天工”采用了自主研发的全新人形机器人运动技能学习方法——基于状态记忆的预测型强化模仿学习。形象地说，就是提前为机器人采集大量人类运动视频等数据，提炼出运动时各个关节的位置、速度信息供其“学习”，通过模仿让人形机器人能应对各种情况。
在此之前，行业内有采用过模型预测、强化学习等运动控制解决方案，但都存在一定缺憾。“天工”使用的方法既解决了单一的强化学习带来的定位精度差的问题，又解决了传统模型预测操控方法环境适应性差的问题，达到更稳健、更拟人、更泛化的效果，可逐步推动规模化商业应用。
据悉，“天工”作为母平台，具备开源开放性和兼容扩展性，能轻松实现开放调用通讯接口、灵活扩展软硬件等功能模块，充分满足多种应用场景下需求。这样一来，其它机器人企业就能够尽可能的防止重复投资和研发，直接采用母平台做更个性化的设计或在此基础上进一步开发。
作为北京市重要的机器人产业集聚地，北京亦庄目前汇集机器人生态企业110家，形成覆盖核心零部件、整机到应用的机器人全产业链体系。在人形机器人领域，不仅有小米、优必选等人形机器人头部企业落地发展，还有高精密减速器、伺服系统等人形机器人零部件产品达到国际一流水平。
人形机器人集成人工智能、高端制造、新材料等先进的技术，有望成为继计算机、智能手机、新能源汽车后的又一个颠覆性产品。随技术迭代和产业高质量发展，未来，人形机器人也有望走进寻常百姓家。
