來源:中國青年報 發布時間:2025-4-28 9:43
4月19日,身高一米八的人形機器人“天工Ultra”以2小時40分42秒的成績沖線,拿下全球首個人形機器人半程馬拉松賽冠軍。
現場攝影師用鏡頭記錄下珍貴的奪冠一幕:在眾人的歡呼聲中,這個身著橙色運動衣的人形機器人跑向“第一名NO.1”的橫幅。實際上,“天工Ultra”的橙色“奪冠戰袍”并非一件簡單的無袖背心,而是專門為這個“大個兒”量身定制的比賽服。
“機器人的體型即便在視覺上做到高度類人化,其結構(與人類)也有很大的不同。”“北京未來設計實驗室”主任兼首席科學家、北京服裝學院研究生院院長兼前沿交叉研究院院長蘭翠芹介紹,一方面,機器人無法像人類一樣靈活抬高手臂完成穿脫動作,需為其設計合身且滿足眾多功能性需求的賽服;另一方面,在21.0975公里的賽道上跑步前進時,人形機器人內部結構的溫度會因運動強度的增加而升高,對衣服材料的性能要求也隨之提高。
2月底,北京市經濟和信息化局與北京服裝學院共建的“北京未來設計實驗室”接到任務——為人形機器人設計比賽服。這是人形機器人第一次在半程馬拉松賽事上亮相,蘭翠芹說,“如何解決功能性適配的問題,如何在視覺上拉近機器人與人類的距離,這都是全新的命題。”
為打造一件專屬人形機器人的“戰袍”,蘭翠芹帶著團隊做了不少創意方案。他們曾嘗試讓人形機器人穿上一身“戰甲”式賽服,凸顯力量感和“科技范兒”;也曾考慮設計一套有非遺紋樣、由生物材料體素等技術打印而成的服裝。但綜合考慮比賽服的重量及3D打印技術的適配性等問題后,團隊取消了這些方案。
“人形機器人比賽服的設計重點是做好功能適配。”蘭翠芹進一步解釋,衣服重量一定程度上會影響人形機器人的運行速度,“在比賽服的設計和實驗階段,我們為了控制服裝的重量,在拉鏈及開合扣等輔材的使用上盡量選擇克重最小的材料。”
除了衣服的“減重”問題,團隊還要考慮人形機器人在跑半馬過程中的散熱需求。團隊曾設計了一款“連體運動衣”,讓人形機器人通過“一片式上下連體”的設計結構穿上整套運動裝。但團隊通過大量實驗后發現,“連體運動衣”會阻礙人形機器人內部機箱和風扇散熱,增加機器人的運行風險。
最終,在“天工Ultra”比賽服的版式上,團隊創新性地采用單側多點開合的一片式設計,讓機器人不用套頭也不必伸腿伸腳,就可以快速穿衣。蘭翠芹說,這一技術正在申請專利,未來或可為行動不便者提供便利。
此外,當人形機器人長時間在賽道上奔跑時,衣服與身體摩擦會不斷產生靜電,影響信號傳輸。團隊為“天工Ultra”找了一款最輕薄的防靜電運動面料制成上衣,在最大限度保證信號傳輸穩定性的同時減輕衣服重量,讓人形機器人“輕裝上陣”。這種面料除了具備定制化防靜電、超薄形等特性,還能在極端天氣下發揮優良的疏水性能,保護這位特殊運動員的安全。
幾經實驗,比賽服面料、款式相繼確定。如何防止賽服在“天工Ultra”跑動中滑落或偏移?團隊認為,機器人的“皮膚表面”極其光滑,且機械手臂為鏤空圓柱結構,如果運動面料未進行標準化的定制,很容易滑落或卡在機器轉軸的縫隙中。因此,團隊結合面料特點在結構上展開定制化設計,確保衣服和“天工Ultra”貼合。
仔細觀察“天工Ultra”的后背及肩部會發現,這件“戰袍”還有大面積鏤空設計。這背后也有設計師的巧思。原來,在人形機器人運動過程中,工程師需要根據緊急情況迅速找到機器人的輔助把手、通風口、急停按鈕等位置,因此需要讓服裝適當“留白”。此外,按照“天工Ultra”電池機箱位置尺寸,設計師設計了可快速拆裝的后背開合結構,方便工程師為人形機器人多次更換電池。一旦遇到摔倒等緊急情況,賽服的開合結構還可實現快速檢修。
“色彩是觀眾最先感知到的設計元素。為了讓‘天工Ultra’成為馬拉松賽場上‘最靚的仔’,我們在顏色設計上突出賽服的活力與動感,并與賽事主色調遙相呼應。”設計了不少色彩方案后,蘭翠芹團隊選取了北京人形機器人創新中心的形象色橙色,與馬拉松大賽的藍綠色形成對比,并通過數字建模的方式,讓色彩產生類似布拉格衍射變奏(一種光學現象——記者注)的視覺效果。
“天工Ultra”半馬奪冠“戰袍”的設計,是機器人服裝的一次全新嘗試。在蘭翠芹看來,未來機器人的服裝或將實現與環境的交互,在可穿戴的“超級頁面”完成發光、色彩變化等自動化功能。此外,隨著“人機合作”場景進一步延伸,機器人服裝還會成為交流的新載體。
“一種技術與設計共生的美學語言正在逐步形成。”蘭翠芹對機器人服裝設計的未來充滿期待。她說,未來團隊將逐步探索科技與人文協同的新設計機制,為更多機器人“量體裁衣”。
中青報·中青網記者 楊潔來源:中國青年報
2025年04月27日 02版