人形机器人像人一样走、跑、跳,腿上到底要过几道关?

hjm2026-07-091748人形机器人

人形机器人那两条腿,要稳稳接住全身重量,还得跑得动、跳得起、舞得起来——从“能走”到“能跑能跳”,是一整套关节、传动、控制和材料上的硬功夫。

 

 

走、跑、跳,三道递进的坎

 

行走是第一道坎。人类靠双脚轮换支撑就能站稳,机器人却要靠陀螺仪、加速度计和力传感器实时计算“零力矩点”,再用控制器把关节角度钉在目标轨迹上。

 

跑步把难度抬到第二级。走路至少有一只脚贴地,跑步会出现双足同时离地的腾空期,支撑时间被压到极短。要让机器人在高速下不倒,髋、膝、踝必须协同输出大扭矩对抗惯性。宇树H1把移动速度做到3.3/秒、潜在运动性能超5/秒,腿关节峰值扭矩达到360牛·米,靠的就是大扭矩关节电机。

 

跳舞是第三级,也是最难被量化的那一级。不只要求平衡,还要求节律、能量效率和一种“像人”的柔顺感。动作追求的不只是“不倒”,更要有“好看”和“省力”的功夫。国内产品目前多是编舞动作的复现,离人类那种随乐即兴、能量自洽的律动还有距离。

 

结构上的三次取舍

 

髋关节的取舍:传统双足机器人髋部把三个电机挤在一起,像个“水桶腰”。紧凑型方案用三块互相垂直的板作骨架,把三个电机两两垂直安装,各管一个动作,互不干扰。menlo.aiAsimov则走模块化路线,腿、躯干、手臂像积木一样拼接。

 

膝盖的取舍:把膝盖电机往上挪到大腿根,用两根连杆藏在大腿内部拉动小腿弯曲,膝盖因此没有电机、变得纤细。宇树H2也采用膝关节运动部件上移和“拉杆沿股骨居中”的创新结构。

 

脚踝和脚掌的取舍:这里往往是机器人最先“撑不住”的地方。Asimov选了更彻底的并联RSU脚踝,让脚踝同时拥有横滚和俯仰两个自由度,两台电机共同分担扭矩把整机抬起。再加上被动柔顺的脚趾铰链关节,用滚动前进替代硬边翻转,抓地更稳、推进更顺。

 

中国的人形机器人双腿,走到哪一步了?

 

国内这条腿,已经跑进了全球第一梯队。

 

宇树科技:H1是国内第一台能跑的全尺寸人形机器人,移动速度3.3/秒,全身27个自由度,最大关节扭矩360牛·米,能后空翻、能编组跳舞。20264月,H1百米峰值速度冲到10/秒,刷新人形机器人奔跑世界纪录。

 

“天工”:2025419日,北京人形机器人创新中心的“天工”以2小时4042秒拿下全球首个人形机器人半程马拉松冠军,跑完21.0975公里,平均时速约10km/h

 

智元机器人:灵犀X2身高1.3米,单腿具备6个自由度,能骑自行车、能跳舞。

 

优必选:Walker S2采用全身刚柔异构材料设计,航空级铝合金3D打印主骨架,腰部增加两个关节增大了运动范围。

 

傅利叶:GR-2身高175厘米、体重63公斤、全身53个自由度。

 

进步之外也要看到差距。半马赛道上,多数机器人中途摔倒、需要人搀扶才能完成,续航和稳定远未到“放心撒手”的程度。论跑跳的爆发与柔顺,国内对比波士顿动力Atlas的跑酷、特斯拉Optimus的精细全身协调仍有段落要追。从“演示视频惊艳”走向“批量可靠”,产业链还要把电机、减速器、驱动器的成本与一致性一起往下压。