為什麼機器人跑馬拉松也要穿鞋?(美中報道)
現在的機器人不僅跑馬拉松,還穿上了跑鞋。
4月19日,全球首個人形機器人半程馬拉松賽在北京舉行,賽程21.0975公里,現場共有20支機器人賽隊參與比賽。
機器人界的首次“跑馬”屬實把大家樂壞了。
有的機器人還沒正式出發就一頭栽倒在地,緩了半天才又站起來。
有的跑了一段後突然失控,撞向旁邊的圍欄,後面跟著的工作人員也連帶著摔了個大跟頭。
更多的,賽道上機器人在前面跑,工程師在後面陪跑遙控,有時還要“拎著脖子”控制機器人的跑步方向,給人累得夠嗆。
邊看邊樂之餘,有細心的網友關注到,這些機器人中有一些還穿上了鞋子,本次奪冠的機器人天工Ultra就是穿著鞋子跑的。
所以,為什麼機器人跑馬拉松還要穿鞋?
跑馬拉松的機器人穿了什麼鞋?
這次的比賽中,穿鞋的機器人可不少。
根據比賽官方現場視頻以及數據,參加比賽的20支機器人隊伍中,共有6支隊伍的機器人選手穿上了鞋子,分別是“天工Ultra”“誇父”“Mini Hi小海”“逐日行者”,以及來自松延動力的“小頑童”和“旋風小子”。穿鞋的機器人數量占全部參賽機器人的30%。
參賽的機器人並非全部跑完了比賽,在最終完賽的6支賽隊中,穿鞋的機器人有三個,分別是“天工Ultra”“小頑童”和“旋風小子”,占完賽機器人數量的一半,並且“天工Ultra”和“小頑童”也分別獲得本次比賽的冠、亞軍。
而機器人“誇父”“小海”“逐日行者”雖然穿了鞋,但沒有獲得完賽獎項。
那麼,機器人的跑鞋都長什麼樣子?
先來看看本次的冠軍選手“天工Ultra”。天工隊的這款機器人身高180cm,體重52kg,穿的是一雙純黑色跑鞋,跑鞋側面印有白色“天工”字樣標誌,鞋子外形、配色都比較低調。
同樣擁有180cm身高的機器人“逐日行者”穿的鞋顏色則是白色。
“逐日行者”穿的鞋來自運動品牌“特步”,從視頻中看,這雙純白的特步並非跑鞋的鞋型,更加偏向於休閒板鞋,鞋舌處則在鞋帶的基礎上增加了魔術貼的設計。
“清華通班隊”的機器人“誇父”穿的則是一雙黃白配色的跑鞋,“誇父”的身高約166cm,重量約55kg,根據北京廣播電視臺新聞節目中心報導,“誇父”此次比賽所穿的跑鞋是40碼的。
有的機器人則是穿童鞋。
比賽中有一對來自松延動力團隊的機器人“兄弟”:“旋風小子”和“小頑童”。身高1.2m,體重30kg的兄弟倆,身高體重都更接近兒童,鞋碼也只有29碼。它們穿的鞋和自己的外形十分匹配,都穿著同一款白色為主色,配有黑色、黃色裝飾的斯凱奇童鞋。
“海派兄弟隊”的機器人“小海”也穿了童鞋。
身高82cm,體重僅17kg的“小海”本次穿的跑鞋為特步兒童“氫風8.0護足跑鞋”,鞋面顏色以黃色、綠色為主。
根據特步淘寶官方旗艦店的商品詳情頁介紹,這款“氫風8.0護足跑鞋”採用獨家“輕-赤足仿生系統”,輕量化的骨架和輕盈防滑大底保證了運動中的安全。同時,商品詳情頁還顯示,這款鞋在足底的設計上通過足弓支撐、後跟杯等設計,對足部進行動態保護。
機器人也需要對足部進行保護嗎?
機器人跑馬拉松為什麼要穿鞋?
給機器人穿鞋,主要是為了增加摩擦力和減震。
對人形機器人來說,穿鞋有“減震”的效果,可以有效保護機器人的關節,保證機器人的安全。
“0306小巨人”是北京科技職業大學機電工程學院師生共同研發的一款機器人,因其可愛的外形和行走姿態在本次馬拉松比賽中出圈。北京科技職業大學機電工程學院機器人設計創新團隊的張莉莉告訴壹讀,給機器人穿鞋有兩方面的好處:一方面,穿鞋能起到非常好的減震作用,緩解衝擊,可以保護機器人內部的電機、感測器等等,增強穩定性;另一方面則可以通過增加摩擦力,讓機器人適應不同的地面環境,提高運動穩定性和效率。
“天工”隊發言人魏嘉星在接受《北京晚報》的採訪時提到,團隊通過戶外測試後決定為“天工Ultra”穿上鞋子,以減少跑馬拉松時的持續衝擊和摩擦力。松延動力演算法副總裁崔文昊在接受《經濟觀察報》的採訪時也表示,給機器人穿鞋主要是為了減震和保護機身,因為跑鞋的減震功能能夠弱化跑步過程中機器人電機的震動,以保護和延長機器人的使用壽命。
此外,根據新京報的視頻採訪內容,“行者二號”隊總負責人李清都表示,給機器人穿鞋是考慮到地面的摩擦,需要給機器人加一個鞋底,來保證其運動性能,並且機器人穿鞋和普通人沒什麼區別。
不過,本次馬拉松中,“0306小巨人”並沒有穿鞋。張莉莉告訴壹讀,“0306小巨人”在賽前的測試中並未穿鞋,而這沒有對其運動表現產生顯著影響。此外,沒穿鞋也是由於團隊的準備時間比較緊張,從3月6日接到任務到正式參賽僅有一個多月的準備時間,“沒有足夠的時間去買鞋、試鞋等,因為要找到一雙合適的鞋,也得花費一定的時間”。
那麼,跑馬拉松對機器人關節的衝擊力到底有多大?
目前,關於機器人跑步時的相關數據還比較有限,不過,我們可以參考一下人跑步時的情況。
跑步是一種典型的週期性運動,運動過程中的動作具有週期性的規律。跑步時上肢前後擺臂,下肢重複擺腿,達到向前奔跑的狀態。這一過程中,足踝是下肢運動鏈的最末端結構,承載了身體的大部分重量,並向上傳遞來自地面的衝擊力。
研究顯示,人在跑步時,單腳觸地瞬間產生的衝擊力相當於自身體重的2~3倍,劇烈運動時峰值可達5倍。快跑產生的衝擊強度則是慢跑的3倍。
2014年,一篇發表在《體育運動與科學》期刊上的論文還對跑步與步行的峰值負荷進行對比研究。研究選取14名健康成年人,讓他們以不同的速度跑動和行走,結果顯示,跑步時的峰值負荷比步行時的峰值負荷高出3倍。
而且,機器人的足部沒有人類足部的脂肪、肌肉等幫助緩衝。想像一下,一塊金屬板踩在堅硬的地面上,還需要承受機器人本體上下運動帶來的巨大衝擊力,可謂是“硬碰硬”。
這時候給機器人穿上一雙鞋就是個不錯的主意,鞋底的緩衝設計,能幫機器人跑得更穩、更久。
但是從結果來看,是否穿鞋不見得是決勝因素,或許這就像人跑步一樣,有好的跑鞋固然是多一分助力,但最終決定能否順利完賽的,還是硬實力。(中國新聞週刊)