而此次参赛的天工Ultra是专门为马拉松设计的。它有一双大长腿，迈出的步伐更大，髋部关节更大更结实，能输出更高的扭矩，它还自带内增高，奔跑时可以缓冲。为了满足长距离的奔跑，它还可以快速换电。
今年1月22日，天工Ultra第一次尝试21公里半程马拉松长跑。
当时的它还需要用绳子将一端固定在吊车上，工程师在电瓶车上用遥控器控制它的运动方向。合作稍微不默契，机器人就会被绊倒。电瓶车上，几位技术人员在时刻检测机器人的关节温度、奔跑速度、电池电量等关键数据，为后续调优提供重要的数据支持。
天工Ultra的第一次尝试长跑21公里，用了八个小时，距离跑进三个小时的小目标还很遥远。但这一次测试，天工Ultra在续航、关节发热、稳定性上都经受住了考验。
2月21日：训练大升级
天工Ultra有了人类领跑员
每一次训练都是一次经验的累积，团队都会进行系统优化，天工Ultra也在快速成长。第二次测试，天工Ultra有了新搭档——人类领跑员。
今年2月21日，天工Ultra进行户外测试。这一次，它的操控方式升级，摆脱了遥控器，取而代之的是一个电子信标。奔跑时，这个信标需绑在领跑员的身上，引领天工Ultra前进。
对比第一次测试，天工Ultra表现更加稳定，跑步姿势微微前倾，脚步更加轻盈，摆臂和步幅明显变大。
算慢了、算错了，摔！
机器人跑步为什么这么“难”？
不同于人类可以采用顺其自然又省力的奔跑姿态，机器人奔跑要靠髋关节带动没有感知能力的腿和脚去奔跑，每一次落地，膝盖和脚都要经受住全身带来的压力缓冲。而这些位置也是天工测试中最容易出问题的地方，比如髋关节螺丝脱落、踝关节松动等。
每一个问题的解决都需要关节结构设计、材料等同步提升，更大的挑战是，机器人的反应速度还要做到足够快。
机器人没有“本能”，只有程序，没有“经验”，只有计算。为了不摔，它必须实时计算未来几百毫秒内的重心、速度、姿态变化，并在毫米、毫秒的尺度内，控制几十个关节协同动作。
此外，机器人没有肌肉和弹性的肌腱，关节是“硬邦邦的”，如果不想一落地就断，工程师们就得靠计算，通过柔顺控制、抗阻调节、力矩规划，让金属关节学会“软着陆”。这些都要依靠强大的实时算力，算慢了，摔；算错了，也摔。
三个月破解多重难题
机器人学会跑步，拢共分几步？
机器人学会跑步的算法大概分三步：
第一步，模仿学习。学习人类的动作，一般是用动捕设备，照葫芦画瓢。
第一步，模仿学习。学习人类的动作，一般是用动捕设备，照葫芦画瓢。
第二步，学习强化。在虚拟平台，机器人把学来的理论付诸实践，靠着大力出奇迹的学习态度，成百上千次尝试，学会自主奔跑。
第二步，学习强化。在虚拟平台，机器人把学来的理论付诸实践，靠着大力出奇迹的学习态度，成百上千次尝试，学会自主奔跑。
第三步，在现实世界走两步。如果又摔倒了，就回去重学。
第三步，在现实世界走两步。如果又摔倒了，就回去重学。
就这样不断优化，不断反复在虚拟和现实中跳跃，直到掌握人类的跑步方法。
和人类比起来，机器人要想更低能耗、更稳定地跑步，确实还需要破解很多难题。但在短短三个月内，机器人从稳定行走到快速奔跑，从短跑到21公里的长跑，进步速度不断加快。
在这个过程中，机器人的散热、零部件的稳定性、整机的可靠性、算法的优化、电池的续航等一系列曾经卡顿的难题，都被一一破解。21公里的长跑，解决的是技术问题、工程问题、更是机器人从实验室走向可用、可规模化使用的产业问题。
△天工Ultra
一个个技术团队的创新和研发，一个个人类工程师的陪跑，才有了今天的机器人半程马拉松。以创新为驱动，机器人们今天所跑出的每一小步，都将成为未来发展的一大步。
