近日，北京人形机器人“天工”新添了新技能：不仅可以无磕碰、不踩棱、不踏空地连续跨越多级楼梯和35厘米大高差台阶，还能在雪地进行高速奔跑。在户外真实地形测试中，“天工”连续攀爬多级阶梯，成功登上北京通州区海子墙公园最高点。这也意味着，天工成为全球首例可在室外连续攀爬多级阶梯的人形机器人和全球首例可实现雪地奔跑的人形机器人。

去年，“天工”惊艳亮相，具备拟人奔跑和在多种复杂地形中灵活移动的能力。近期，国地共建具身智能机器人创新中心提升了“天工”具身小脑能力，并实现基于视觉的感知行走。这次升级后，“天工”除了能爬楼梯，还能在雪地进行高速奔跑，同时具备更强的抗干扰能力，大外力冲击下仍可保持平衡。

如何实现爬山的？

▲天工通过视觉感知等技术稳稳爬楼梯

海子墙公园里的阶梯地形复杂，台阶高度不一，甚至存在破损和松动，即便是普通人爬梯也需要格外小心。此前的人形机器人在上下台阶时，大多需要提前扫描楼梯建立三维模型，再根据预设程序迈出固定步幅。这种“照着图纸走钢丝”的方式，在室内标准台阶尚可运行，但面对真实场景下无法预知的地形，就如同让蒙眼登山者复刻昨天的脚步，一旦遇到台阶尺寸变化或定位偏移，就容易踏空失衡。因此，传统技术完全无法应对复杂的真实环境。

但升级后的“天工”面对连续多级阶梯，也可以实现平稳无磕碰地顺畅通过，不仅可以无磕碰、不踩棱、不踏空地跨越连续多级楼梯，还能迈上35厘米大高差的台阶。

“这是因为‘天工’将感知能力融入到运动算法中。”创新中心技术人员解释，“天工”配备了多能具身智能体“开物”，其包含的具身“大脑”和具身“小脑”来实现的“感知行走”。在行进中，“天工”瞬间通过头部的激光雷达和腹部相机来感知前方地形有何不同，然后立即生成对环境的准确分析，实时调整全身动作与步态，这就可以对随机变化的台阶路况应对自如。

“应对复杂地形的移动能力提升，将成为人形机器人走出实验室，在真实环境执行任务，甚至在山地、雪地救援以及极端环境下作业的基础，为具身智能机器人规模化应用夯实技术底座。”这位技术人员介绍，此次感知行走的突破，增强了具身智能机器人在复杂环境中的自主适应能力，为实际应用场景提供了可能。

雪地里奔跑又快又稳

▲天工实现高速奔跑

除了爬山，“天工”也越跑越快、越跑越好。从最初6km/h的速度，到10km/h的稳定奔跑，直至当前最高12km/h的巅峰时速……在不足12个月的时间内，“天工”的奔跑速度实现了翻倍的跨越式提升。

除奔跑速度的升级外，面对像沙地、雪地、山坡等各种复杂的地形，“天工”也可以进行高速奔跑，并成为全球首例可实现雪地奔跑的人形机器人。

“当前，‘天工’已同时具备本体的高稳定性、算法的高鲁棒性，以及机器人的长续航能力。”他介绍，这意味着，“天工”实现稳定、高速奔跑，打破以往人形机器人在速度与稳定性上顾此失彼的局面。

能扛住拳击手的重重一拳

▲天工在雪地等场景里抗干扰、不摔倒

在实现走得稳、跑得快后，人形机器人如何面对随时可能出现的外界干扰而不摔跤？理论上看，由于像人一样的双足机器人，有不稳定的高重心结构，在应对外力推拉拽撞时极容易摔倒。

据介绍，此次升级后，“天工”能够轻松应对超10千克重物落下所造成的高达45Ns冲量（冲量用于量化力对物体产生的动量变化）。这相当于一名职业拳击手重击对手的一瞬间打出的力道。即使在雪地上突然遭遇从各个方向出现的干扰力，“天工”也能保持平衡不摔倒，达到业内领先水平。

“通过具身小脑所带来的全身控制能力升级，‘天工’面对复杂环境的移动能力大幅提升，首次真正发挥出双足结构为人形机器人带来的多地形通用性优势。”创新中心相关负责人说，未来，该技术也将纳入国创中心所打造的开源开放生态汇总，通过技术共享降低行业创新门槛，加速具身智能机器人在千行百业的规模化落地，为具身智能产业化开辟更具想象力的落地路径。