没有人实时操控，没有远程指令干预，人形机器人何以驰骋赛道，完成全程自主奔跑？

看似行云流水的每一步，背后都是一套环环相扣、精密协同的底层技术体系，从定位、感知到路径规划，层层支撑起独属于机器的从容奔跑。

今天，我们就一层层拆开，看看天工Ultra 这一路全自主奔跑，背后的小秘密。

奔跑的根基，始于精准的自我定位

想要自由奔跑，第一件最基础的事情，就是搞清楚：我现在在哪。

天工 Ultra 并没有只用单一的导航方式，而是采用多传感器融合导航方案，将卫星定位、激光雷达与 IMU 惯性测量单元融为一体，彼此互补短板。

卫星定位可以给出绝对的地理位置，不会累积误差，可是一旦遇到高楼遮挡、桥洞树荫，信号就会直接失效。激光雷达不受外界信号限制，室内隧道都能用，精度很高。可要是环境太过空旷，或者场景频繁变化，它又很容易迷路。

最后，IMU 惯性测量单元就像是机器人自带的内耳，时刻捕捉自身的行进速度、躯体姿态、颠簸震动与运动冲击，实时补偿校正激光雷达点云，抚平晃动带来的画面偏移。

双腿腾空的奔跃运动方式，注定要面对远高于轮式移动设备的冲击力，感知系统将会承受最高 10G 的剧烈冲击力，极易打乱定位精度。北京人形的研发团队针对高冲击场景优化 IMU 融合滤波算法，将原本 20 厘米的定位浮动，精准收敛至 5 厘米以内。

站稳方位，便要放眼前方

感知系统就像机器人的眼睛，当位置找准了，接下来就要看清前路。

天工 Ultra 搭载了双激光雷达感知系统，远近视野各司其职，兼顾近距环境与百米内长距路况。而天工Ultra独特的雷达支撑结构布局，最大程度消解视野盲区，周身行进视角皆可清晰覆盖。

同时，高速奔跑与缓步前行，有着截然不同的感知要求。在今年的马拉松赛场上，第一集团的机器人行进速度基本都超每秒 6 米，算法需要提前至少 8 秒推演后续路径，这也意味着感知视野必须覆盖前方至少 48 米的距离。速度越快，容错空间便越小，低速下尚可修正的感知偏差，在高速运动中来不及挽回，甚至会造成机身损伤。天工Ultra的研发团队从轻量化设计出发，放弃了视觉摄像头，仅凭激光雷达完成全域环境感知，这也带来了更多挑战。

面对这些难题，北京人形的研发团队完成了很厉害的突破。首先把成熟的纯激光雷达自动驾驶算法，完整迁移适配到了人形机器人身上并且稳定运行。针对双雷达产生的点云数据量非常庞大，团队优化了聚类算法，既保证了每秒 10 次的高频感知刷新，还降低了芯片算力占用，避免 CPU 过热降频，全程稳定工作不掉链。

规划控制 —— 机器人自由奔跑的大脑

最后支撑起一切奔跑的，是统筹全局的智慧大脑 —— 规划与控制体系。

位置找准了，路也看清了，最后就要靠“大脑”来做决策了。天工Ultra负责这个决策的分为了规划和控制两个部分。规划负责思考：要往哪走、跑多快、遇到障碍怎么办，天工Ultra能做到每 0.1 秒就输出一次最优路线规划。控制部分则负责执行：让身体精准按照规划好的轨迹，稳稳当当跑完全程。

北京人形的团队把成熟的汽车自动驾驶底层算法，重新打磨改造，适配到双腿机器人身上。并结合机器人自身运动特性与物理规律，规划出真正可行的运动轨迹，根据坡道、弯道的不同，自动匹配最合适的行进速度，不做超出自身能力的不合理路线。

第一个巧妙的优化，是奔跑轨迹的平滑处理。针对马拉松的每一个弯道，算法都会把生硬的路线打磨成顺滑弧线，就像把多边形切得越来越圆润。也正因如此，天工 Ultra 过弯不需要减速，全程丝滑顺畅，保持稳定速度前行。

第二个创新，是自主换道决策算法。以往很多机器人遇到障碍物都很死板，要么见障就绕，在路上不停画蛇形走位；要么完全不会避让，只能减速跟行甚至直接停下。而天工Ultra则可以根据自身速度、和障碍物的距离、赛道整体情况，自主判断：是换道超越、平稳跟随，还是合理避让，足够灵活，不再呆板僵硬。

所以你看，机器人看似简单的全程自主奔跑，从来都不是单一技术在发力。精准抗干扰的多传感器融合定位，远距离高稳定的纯激光感知，还有灵活智能、丝滑顺畅的轨迹规划。找准自身，看清前路，从容前行。每一处细节的技术打磨，最终才汇聚成了属于人形机器人，真正自由自主的奔跑。