全球首个人形机器人半马冠军，为什么会选择UWB？

【导语】4月19日(rì)，全球(qiú)首(shǒu)个(gè)人(rén)形(xíng)机(jī)器(qì)人(rén)半(bàn)程(chéng)马(mǎ)拉(lā)松(sōng)在(zài)北(běi)京(jīng)亦(yì)庄(zhuāng)成(chéng)功(gōng)举(jǔ)办(bàn)，20支(zhī)机(jī)器(qì)人(rén)队(duì)伍(wu)与(yǔ)1.2万(wàn)名人(rén)类(lèi)跑(pǎo)者(zhě)同(tóng)场(chǎng)竞(jìng)技(jì)，引(yǐn)发(fā)广(guǎng)泛(fàn)关注(zhù)。其(qí)中(zhōng)，优(yōu)必(bì)选(xuǎn)参(cān)与(yǔ)研(yán)制(zhì)的(de)“天(tiān)工(gōng)Ultra”凭(píng)借(jiè)UWB自(zì)主导(dǎo)航(háng)技(jì)术(shù)，以(yǐ)2小(xiǎo)时(shí)40分(fēn)钟(zhōng)的(de)成(chéng)绩(jī)夺(duó)得(de)冠(guān)军(jūn)。此(cǐ)次(cì)比(bǐ)赛(sài)不(bù)仅(jǐn)展(zhǎn)示(shì)了(le)人形机器人在复杂环境中的运动能力，还凸显了UWB技术在机器人定位导航方面的优势。随着人形机器人市场的快速发展，这一技术突破将为未来机器人的广泛应用奠定坚实基础。

4月19日，全球首个人形机器人半程马拉松在北京亦庄鸣枪开跑，共20支人形机器人参赛队伍与1.2万名参赛跑者同场竞技，引发了社会各界的广泛关注。

比赛共有20支队伍‌，参赛机器人包括北京人形机器人创新中心旗下的天工Ultra、宇树机器人旗下的宇树G1、众擎机器旗下PMOI、中科慧灵、松延动力、钛虎机器人和高校及民间组织研发设计的机器人。经过21公里的比拼，优必选参与研制的“天工Ultra”以2小时40分钟的成绩率先完赛，夺得首个人形机器人半程马拉松冠军。

通过UWB定位实现自主导航

本届半马此次夺冠的“天工Ultra”身高约1.8米、体重约55公斤，是与成年人体型一致的全尺寸机器人。不仅将时速从6千米/时提升到最高峰值速度12千米/时，还通过搭载“一脑多能”“一脑多机”的通用具身智能平台“慧思开物”，变得更聪明。

本次参赛机器人分为遥控器人工操控和机器人导航控制两种方式完成比赛：

遥控派：由操控员实时通过手柄控制，转弯、加速、纠偏都靠人类操作。

导航派：通过UWB通信系统接收引导信号，自动规划路径。

据了解，天工机器人采用无线UWB领航技术完成跟随导航和长程路径规划。通过UWB传感器实现对领航员的稳定定位和跟踪，跟踪速度精度误差小于0.1m/秒，跟踪姿态误差小于3度，从而实现了自主完成比赛，也是唯一不使用人工遥控的参赛机器人。

按照比赛规则，包括人类领跑员在内，每支赛队最多可安排3名参赛选手同时进入赛道，现场大多数队伍都是采用了“一名人类领跑员+一名控制员+机器人”的配置。

天工机器人由领航员携带UWB标签在机器人前方3到5米处保持固定的距离与方位，实时发送定位信号引导机器人跑步，机器人会跟随领航员的信号前进。机器人后方的护航员主要起保护陪同作用，一旦发现机器人晃动或即将摔倒，立即采取保护措施。

这体现了一种“自主导航+远程监控”的混合控制思路，即由机器人自主完成绝大部分导航与避障，人类工程师只在远程监督，必要时干预。

UWB与SLAM相辅相成

UWB技术通过测量无线电信号的飞行时间，提供厘米级的定位精度，使得机器人能够更加准确地识别自身位置，从而实现精确的导航和路径规划。

在机器人执行任务的过程中，对其位置的实时跟踪和监控至关重要。UWB技术的低延迟特性使得机器人能够实时地接收和处理定位信号，从而实现对机器人位置的实时监控。这对于需要精确控制机器人运动轨迹、避免碰撞等应用场景来说至关重要。

据报道，天工机器人依靠自身多模态传感器融合定位，实时调整方向和速度，实现从起点到终点自主奔跑。其中，UWB技术与SLAM技术相辅相成，更好地实现机器人精准定位。

通过利用基于SLAM技术构建的3D环境语义地图以及对动态障碍物的实时感知能力，结合具身“大脑”的高效决策机制，天工机器人能够准确判断可通行空间并规划最优路径。该系统不仅支持全局路径规划，还能精确检测静态和动态障碍物，预测它们的运动趋势。依据障碍物的三维位置与时序信息，机器人能动态生成安全避障路径，确保在复杂环境中顺畅且安全地行进。

此外，在本次比赛中，通信延迟与干(gàn)扰(rǎo)也(yě)是(shì)一(yī)大(dà)挑(tiāo)战(zhàn)：20台(tái)机(jī)器(qì)人(rén)同(tóng)时(shí)无(wú)线(xiàn)操(cāo)控(kòng)，信(xìn)号(hào)难(nán)免(miǎn)互(hù)相(xiāng)影(yǐng)响(xiǎng)，现(xiàn)场(chǎng)工(gōng)程(chéng)师(shī)需(xū)要(yào)不(bù)断调整天线和频段以确保控制指令畅通。

因此，有业内人士补充认为，此次天工机器人采用UWB技术，也是为了避开转播车频段，避免因大型发射车功率过大导致的遥控器信号受干扰问题，因为UWB的频道和带宽与常规遥控器不同。

UWB赋能机器人市场

在传统的机器人导航系统中，常常依赖于激光雷达、摄像头等传感器进行环境感知和定位，但这些方法在某些场景下可能受到光线、遮挡等因素的干扰。相对于其他定位技术，UWB技术具有以下优势：

高精度定(dìng)位(wèi)：UWB技(jì)术(shù)能(néng)够(gòu)实(shí)现(xiàn)厘(lí)米(mǐ)级(jí)的(de)高(gāo)精(jīng)度(dù)定(dìng)位(wèi)，这(zhè)对(duì)于(yú)人(rén)形(xíng)机(jī)器(qì)人(rén)在(zài)复(fù)杂(zá)环(huán)境(jìng)中(zhōng)执(zhí)行(xíng)任(rèn)务(wu)至关重要；

实时性高：UWB技术的数据传输速率高，信号传输延迟短，能够快速地将机器人的位置信息反馈给控制系统，满足实时性需求；

抗干扰能力强：UWB技术由于其信号特性，具有很强的抗干扰能力和多径分辨能力，能够在复杂环境中稳定地进行定位导航；

低功耗设计：UWB标签功耗低，发射功率在mW级别，更节能，适合长期部署在人形机器人上，减少了维护成本。

对于尝试自主或半自主模式的机器人而言，路径跟踪和环境适应的问题在本次比赛中也有所暴露，UWB方案的优势则更为显著。

首先，“跟跑模式”对识别精度要求极高，领跑者与机器人需保持3-5米距离，稍有遮挡或光线影响，机器人就可能丢失目标。与视觉方案相比，UWB距离测量无漂移，不受视觉条件的影响；

其次，由于赛道在户外，GPS等定位可能有几米误差，叠加机器人的步态误差，一些机器人会逐渐跑偏赛道中心，需要现场陪跑的工程师发现后，通过遥控轻微修正其方向。如果没有人工干预，机器人可能撞到护栏或跑到错误的路线上去。与GPS不同，UWB可以在室内和室外使用，并且定位精度更高；

而与激光雷达相比，UWB传感器更小、更轻、更实惠，并且在机器人平台上安装更简单。

不仅如此，UWB还可以用于多机器人情况下的通信网络，两个机器人之间的可变基线，或用于姿态图优化或编队控制的机器人间约束。在多机器人协作的场景中，UWB技术通过为每个机器人配备UWB标签，定位系统可以实时地获取各个机器人的位置信息，从而实现多机器人之间的精确协同。

根据《2025人形机器人与具身智能产业研究报告》显示，2025年中国人形机器人市场规模将达82.39亿元，占全球一半；具身智能相关市场规模也将突破52亿元。

作为全球首个“人机共跑”赛事，本次马拉松的意义不在于跑得快，而是而是一场“技术铁人三项”。赛道上的21.0975公里，涵盖了柏油路、平地与坡道或者是急弯等多种地形，需要机器人应对传感器过载、关节过热、电池续航等多种极限挑战。

从结果来看，要让机器(qì)人独自上路跑这么远，还需在传感融合、定位导航、智能决策上做大量工作。

北京人形机器人创新中心首席技术官唐剑透露，“天工很快会具备自主导航能力，现在其实已经在研发了，很快就会给大家展示出全自主的导航。这样将不再需要人类引导它参加马拉松，明年的机器人马拉松有望看到无人引导的天工在奔跑。”

天工队技术负责人郭宜劼也表示，未来将会对天工的具身智能、大小脑等关键模块进行开源，推动整个行业共同进步。未来的人形机器人，可能不只是实验室里的技术模型，而是真正能走进户外、走进家庭。