最強陪練，最佳拍檔，機器人“跑”出智能新速度

萬眾矚目的百米“飛人”決賽中，北京人形機器人創(chuàng)新中心研發(fā)的“天工Ultra”以全自主能力勇奪冠軍;4×100米接力賽和1500米決賽中，宇樹科技的機器人憑借極限5米/秒的速度摘得金牌。來自全球16個國家，500余臺機器人，487場激烈角逐，全面迎接來自現(xiàn)實世界的“大考”。8月17日，在北京國家速滑館“冰絲帶”，首屆世界人形機器人運動會的圓滿收官，智能科技的發(fā)展之路仍在繼續(xù)，體育與科技的精彩融合才剛剛開始。

AI如何學(xué)會人類的跑步技能，是一場從模仿到超越的進化之旅?！白寵C器人學(xué)跑步就像教嬰兒學(xué)走路，需要循序漸進?！蹦暇w育學(xué)院體育科學(xué)研究院教師陳鋼銳，長期從事競技體育科技攻關(guān)與科技服務(wù)工作，他用這個比喻形象地解釋了AI的運動學(xué)習(xí)邏輯和路徑。

首先是基礎(chǔ)模仿階段，通過動作捕捉設(shè)備精確記錄下人類跑步時的步態(tài)特征，包括髖關(guān)節(jié)的角度變化和活動范圍等關(guān)鍵生物力學(xué)數(shù)據(jù)。接下來進入虛擬訓(xùn)練階段，機器人會在仿真平臺上經(jīng)歷上萬次的試錯訓(xùn)練，“就像打游戲，摔倒一次扣10分，標(biāo)準(zhǔn)動作加2分，一直到分?jǐn)?shù)達(dá)標(biāo)?！睘榱双@得更高的分?jǐn)?shù)，機器人會不斷調(diào)整關(guān)節(jié)的轉(zhuǎn)動幅度和步伐的長度等運動參數(shù)。最后就是現(xiàn)實適應(yīng)階段，機器人要在真實賽道上面對地面摩擦、風(fēng)速等各種變量，通過反復(fù)對抗和調(diào)整，逐步掌握在復(fù)雜環(huán)境中的動態(tài)平衡和應(yīng)變能力。陳鋼銳觀察到，本次賽事中的機器人動作流暢許多，不再像過去那樣生硬地“跳機械舞”，這背后正是三大技術(shù)環(huán)節(jié)的持續(xù)突破。

江蘇省體科所副研究員朱那則從能耗的角度，揭示了人形機器人優(yōu)化進步背后的奧秘：“今年的參賽機器人在能源效率上實現(xiàn)了顯著提升。通過采用輕量化結(jié)構(gòu)和彈性驅(qū)動器，機器人能夠模擬人體肌腱的彈性勢能，把落地時的沖擊力回收、儲存，并轉(zhuǎn)化為下一次動作的動力，不僅優(yōu)化了能耗管理，還顯著提升了續(xù)航能力?！彼硎?，現(xiàn)在的機器人能夠根據(jù)賽道地形和實時條件，智能調(diào)整步頻和關(guān)節(jié)功率分配，這種“智慧調(diào)度”讓它們展現(xiàn)出高度智能化的運動表現(xiàn)?！熬拖耨R拉松選手懂得分配體力一樣，AI機器人也已經(jīng)學(xué)會了‘經(jīng)濟型跑步’?！?/p>

當(dāng)觀眾為機器人奮力奔跑而歡呼時，體育科學(xué)家們在賽場上捕捉著訓(xùn)練優(yōu)化的新靈感。陳鋼銳尤其關(guān)注本次大賽的4×100米接力中，機器人已經(jīng)能在接力區(qū)自動變道、避開障礙，“這種協(xié)同算法未來有望幫助田徑隊精準(zhǔn)把控接力棒的交接時機?！彼€設(shè)想了更多應(yīng)用場景。例如，機器人融合了競技體育中的動作捕捉和生物力學(xué)原理，通過激光雷達(dá)與高速攝像機的協(xié)作，能無接觸地捕捉運動員的每個細(xì)微動作，生成精確到毫秒級的運動分析報告?！敖叹殕T不必再憑經(jīng)驗說‘動作還可以’，而是能直觀地看到關(guān)節(jié)角度、角速度、重心變化等量化數(shù)據(jù)?！彼a充道，“未來還可以開發(fā)可穿戴傳感器機器人，實時監(jiān)測和評估運動員的生理指標(biāo)，從而量身定制更科學(xué)的訓(xùn)練計劃?！?/p>

展望未來，他滿懷憧憬：“也許有一天，你的跑步搭檔會是一臺背著能量補給包的機器人。它懂你的配速習(xí)慣，可以在你沖刺時為你破風(fēng)，還能根據(jù)你的身體狀態(tài)自動調(diào)整訓(xùn)練計劃。這樣的機器人將以人類陪伴者的身份融入日常生活，為各類生活場景帶來全新的支持與陪伴?！?/p>

朱那所帶領(lǐng)的團隊，已經(jīng)把類似的前沿技術(shù)應(yīng)用到了拳擊訓(xùn)練中。他們開發(fā)的AI技戰(zhàn)術(shù)分析系統(tǒng)，能夠精準(zhǔn)、實時記錄拳手訓(xùn)練、比賽中技戰(zhàn)術(shù)行為。朱那舉例說：“我們甚至可以模擬特定對手的戰(zhàn)術(shù)風(fēng)格。如果知道下一個對手擅長左勾拳，AI陪練就能專門模擬這種打法?！彼硎荆瑪?shù)據(jù)驅(qū)動訓(xùn)練的重要性愈發(fā)凸顯，“過去教練大多依賴經(jīng)驗，現(xiàn)在有了精準(zhǔn)的數(shù)據(jù)支撐。越來越多的運動隊正在擁抱科技，積極投身這場訓(xùn)練變革。”

機器人的諸多特性，比如不會疲勞、不懼危險，也在改變傳統(tǒng)訓(xùn)練模式。朱那指出，在表現(xiàn)難美性項目中，機器人陪練能夠全天候不間斷地重復(fù)標(biāo)準(zhǔn)化動作，為運動員提供始終如一的高質(zhì)量動作參考。而在舉重等力量型項目中，配備傳感器的機器人能夠?qū)崟r監(jiān)測運動員的發(fā)力曲線，及時捕捉動作上的細(xì)微偏差，為糾正動作提供詳細(xì)的數(shù)據(jù)支持。結(jié)合當(dāng)前VR和AR技術(shù)，機器人還能搭建虛擬訓(xùn)練環(huán)境，讓運動員在低風(fēng)險的情況下完成高強度的訓(xùn)練，并對他們的生理指標(biāo)、負(fù)荷以及損傷風(fēng)險進行實時監(jiān)控，為康復(fù)和體能訓(xùn)練提供科學(xué)指導(dǎo)。

朱那十分看重工業(yè)與體育的技術(shù)反哺：“人類與機器人同場競技，不僅為體育帶來了全新形式，也讓機器人的應(yīng)用不斷拓展。比如在康復(fù)領(lǐng)域，機器人可以更加仿真人體動作，為殘障人士帶來更舒適、更貼合實際需求的康復(fù)設(shè)備，方便他們的運動和生活?！?/p>

科技的融合已經(jīng)不僅僅停留在技術(shù)或?qū)嵱脤用妫窃谏羁痰刂厮荏w育文化。陳鋼銳注意到，在本次機器人大賽的自由搏擊決賽中，由奧運冠軍組成的戰(zhàn)隊操控機器人，竟擊敗了由工程師和人工智能專家組成的隊伍，這一結(jié)果引發(fā)了廣泛的熱議。“奧運冠軍的優(yōu)勢在于技戰(zhàn)術(shù)上的深厚造詣和賽場經(jīng)驗，將自己的運動直覺和策略思維融入比賽。而人工智能領(lǐng)域的博士和碩士們則以對機器人操作的嫻熟見長，他們更熟悉機器性能和反應(yīng)機制。但最終，戰(zhàn)略素養(yǎng)成功彌補了機器反應(yīng)的短板，為團隊贏得了勝利?！标愪撲J認(rèn)為，從這場比賽來看，未來的競技體育或體育訓(xùn)練很可能會迎來一種全新的模式——人類的戰(zhàn)術(shù)智慧疊加機器的精準(zhǔn)執(zhí)行，為體育訓(xùn)練和競技帶來更多可能性。

“全新的競技時代正在到來?！敝炷潜硎荆磥淼捏w育賽場不是“人機對抗”，而是并肩作戰(zhàn)，共同展現(xiàn)智慧與力量的融合。在他看來，人機協(xié)同意義深遠(yuǎn)：突破了人類運動極限，推動了仿生學(xué)等領(lǐng)域發(fā)展。將工程與藝術(shù)融合，在自由操、街舞等項目中展現(xiàn)技術(shù)與美學(xué)的結(jié)合，并為多學(xué)科協(xié)作與創(chuàng)新提供平臺。最后，競技體育為機器人技術(shù)的測試與應(yīng)用提供了理想場景，加速其在救援、醫(yī)療等領(lǐng)域的落地，也帶動了青少年的科普教育和體育熱情。在世界機器人大賽的鎂光燈外，有更多關(guān)于未來體育的無限遐想。

新華日報·交匯點記者 吳雨陽