2026年8月22日晚上,第二届世界人形机器人运动会在北京国家速滑馆“冰丝带”正式开幕。
相比首届赛事,本届运动会规模大幅扩容,参赛队伍、机器人数量均实现跨越式增长。赛项数目也由首届的26项扩容至51项,更值得关注的是赛项设置的变化:跳远、举重、拔河、乒乓球等高强度对抗项目首次纳入正赛,场景赛更延伸至工业、家庭、酒店等九大真实环境。人形机器人的动态爆发力、全身协同、抗冲击能力被直接摆在公开赛场之上。
如果说首届运动会更多展示了人形机器人的“运动能力”,那么第二届赛事正在把考验进一步推向动态交互、复杂操作及AI算力。
竞技维度的升级,对底层感知技术提出了更高要求。无论是跳远起跳瞬间的爆发力输出,还是举重过程中的关节力矩分配,亦或是足球对抗中的碰撞力感知,力控技术正在成为决定机器人赛场表现的关键变量。本届赛事中,坤维科技以官方唯一指定力控技术服务商身份亮相,其六维力传感器、关节扭矩传感器与运动生物力台三大产品线,分别从末端感知、关节驱动和场地评测多个层面,为赛事提供力控技术支持。
01、机器人开始参加“运动会”之后,究竟是在比什么?
不同于实验室环境,赛场环境中无论是走路、跑步,还是搬运、装配、对抗,人形机器人都必须面对更多动态变量。地面并不总是完全理想,负载会发生变化,零件存在公差,机械结构会产生微小形变,动作过程中还可能发生突发碰撞,身体重心变化以及关节内部的动力输出,都会产生实时变化的力和力矩。
这意味着,机器人面对的不再是一个完全确定的世界。
第二届世界人形机器人运动会新增的拔河项目,就是一个非常典型的例子。
本次拔河比赛采用二对二形式,两队机器人在限定赛道内进行对抗。比赛过程中,机器人不仅需要将绳索向己方拉动,还必须保持身体稳定,避免因对手持续施加的水平拉力导致重心偏移甚至倾倒。相关赛事技术人员也指出,拔河项目考验的是机器人运动控制、力觉感知、多机协同和自主AI决策等综合能力。
从机器人控制的角度来看,这其实是一个典型的动态力交互问题。
机器人需要知道对手正在施加多大的力、力的方向如何变化;同时,还需要知道自身各个关节正在承受什么样的负载,并据此调整身体姿态和输出。
同样的逻辑,也出现在本届新增的灵巧手专项赛中。
电动工具装配、粉末称量、镊子夹豆、开瓶撬盖等任务,看似只是手部动作,实际上涉及视觉识别、动作规划、抓握控制以及接触力调节等多项能力,机器人不仅需要“看得清”,还需要“控制得准”“拿得稳”“操作得精”,实现从简单抓取向复杂精细作业的跨越。
可以说,赛场是一个充满不确定物理交互的真实环境,机器人必须读懂力,才能完成动作、规避故障,这正是力控技术的价值所在。
坤维三套产品矩阵,正是围绕机器人在不同应用阶段对于力感知与力控制的需求,构建了分层解决方案。
02、六维力:让机器人知道“碰到了什么”
人在完成一个动作时,很少只依赖视觉。
拿起一个杯子,我们不仅看到杯子在哪里,还能感觉到它有没有被握住;推开一扇门,我们能够感觉到门的阻力变化;脚踩到地面的时候,身体也会根据脚下的反馈调整平衡。
对于机器人而言,这些“感觉”都需要传感器来完成。六维力传感器解决的,就是其中非常关键的一层。
六维力传感器的价值,并不是简单地“多测了一个参数”,而是让机器人在发生接触之后,仍然拥有继续判断和调整的能力,让机器人真正具备对自身状态的感知能力。
六维力并不是坤维今天才开始讲的故事,它是一块已经被市场验证的地基。
人形机器人的结构与人类极为相似,关节、手腕、脚踝等部位的空间极其有限,却同时需要在有限体积内承载高刚性与高过载性能。这使得用于其的六维力传感器,必须在“小型化”与“高性能”之间取得平衡。
坤维前瞻性地捕捉到这一趋势,自2020年就开始布局研发MEMS工艺,致力于攻克六维力传感器在小型化、低成本和大批量生产方面的核心瓶颈。历经数年技术沉淀,公司于2025年正式推出基于MEMS应变计六轴力传感器系列产品,有效突破传统生产中人工占比过高、成本居高不下的难题。同时,MEMS独特的结构,大幅提升了批量生产中的良率与效率,从降本与扩产两端发力,为人形机器人未来的规模化量产夯实基础。
通过对结构设计、工艺的持续打磨,坤维推出了专为人形机器人手腕、脚踝、足部打造的HRS人形系列六维力传感器。该系列拥有最薄10mm的超薄尺寸与300%F以上抗过载能力,重复性精度优于0.1%FS、准度优于0.3%FS,可完美适配小型化集成与高动态运动场景,现已批量配套优必选、智元、银河通用、小米、星海图等头部人形机器人企业。这意味着,本届运动会赛场上一定比例的参赛机器人,其腕部、踝部等关键末端节点搭载的正是坤维的六维力传感器。
依托独创的“结构解耦+算法解耦”双路径核心技术,搭配自研全自动六维联合加载标定设备,坤维产品实现从底层结构与数据算法同步抑制,实现低维间串扰误差。目前,坤维已构建起完整的产品矩阵,直径覆盖36mm至200mm,量程覆盖30N至10KN,适配多元装配空间与测力工况,涵盖HRS人形系列、HPS高性能系列、KWR精准系列及CSR标准系列,覆盖从高端人形机器人到工业自动化的多元应用场景。
工艺与产品之外,规模化交付能力是零部件企业的另一重壁垒。人形机器人行业现阶段具备多型号、小批量迭代的特点,部分生产环节难以标准化。为此,坤维三年前启动自研柔性自动化生产设备,完成产线能力建设,截止到2026年6月底,公司六维力传感器年产能已达6万台,并计划在26年12月底将六维力传感器年产能提升到12万台,同时在26年建成30万台关节扭矩传感器年产能自动化产线,可满足多客户并行的定制化与批量订单需求。
技术、产品、产能的综合优势,推动坤维六维力传感器在人形赛道落地加速,而随着人形机器人从末端操作进一步走向全身协同,坤维也开始把力感知向机器人身体内部推进。
03、向内感知,挖掘全身力控的增量价值
如果说六维力解决的是:机器人与外界接触时发生了什么?,那么关节扭矩传感器解决的则是:机器人自己的身体正在承受什么?
这是人形机器人力控体系正在出现的另一个变化。
机器人展示一个动作时,人们最容易看到的是手,手抓东西、手拿工具、手完成装配。
但真正完成动作的,从来不只是手。
关节扭矩传感器是关键硬件,可以让机器人从刚性位置控制转向柔顺力控,实现抓取易碎品、避障防摔等复杂任务,并在碰撞时实现毫秒级安全停止。
因此,人形机器人的力控战场并不只存在于末端。
关节扭矩传感器集成于机器人关节内部,直接采集关节真实扭矩,为控制系统提供本体受力一手数据。基于该数据,系统可以实时感知关节细微受力变化,实现柔顺运动、安全避撞与自适应负载调节。
在举重项目中,人形机器人从抓握杠铃、起身、发力,到稳定举过头顶的全过程,肩、肘、腕、髋、膝、踝等每个关节都需要精确的力矩感知,“实时感知”自己输出了多大的力量。在人形机器人这种多自由度、高动态系统中,关节扭矩传感器能够直接测量关节实际承受的扭矩,为控制系统提供更加直接的反馈。
简单来说,没有关节扭矩反馈,机器人只能按照“计划”发力;有了关节扭矩反馈,机器人才能根据实际情况调整发力。
坤维的关节扭矩传感器,专为机器人一体化关节研发,采用中空轴或法兰式结构,直径覆盖34mm至146mm,量程覆盖3 N·m至545 N·m。代表型号KWR86N80重复性精度达0.1%FS,综合精度(含线性度、滞后)优于0.15%FS,零点温漂≤0.05%FS/10℃,系统可感知0.03%FS级别的微小力矩变化。同时,坤维的关节扭矩传感器产品将高精度应变计、温度补偿电路及数字转换器集成于传感器本体,摒弃传统分体式信号调理模块,大幅简化关节内部布线;依托“高刚度”与“高灵敏度”平衡的设计理念,有效降低传动链弹性形变对整机定位精度的负面影响。目前,产品已批量应用于人形机器人、协作机器人及工业机器人关节内部,可与末端六维力传感器协同构建“关节+末端”全链路力觉感知能力。
这也是坤维六维力业务之外,关节扭矩正在成为新增量的重要原因。
04、从机器人身体到比赛场地,“力”开始成为可以被量化的数据
六维力、关节扭矩传感器属于集成在机器人本体之上的感知硬件,而三维测力台(运动功能表现测试系统)则是布置在赛场地面的外部测试设备,也是本次赛事判罚辅助的重要硬件载体。
在传统的运动训练中,教练通常依靠经验判断运动员动作是否标准、发力是否合理,评价方式更多基于“观察”和“经验”。但随着运动科学的发展,单纯依赖人工判断已难以满足精细化训练和竞技分析需求,如何通过客观数据量化运动表现,成为提升训练效率的重要方向。
运动功能表现测试系统正是在这一背景下发展起来的产物。该设备通常由踏板、高精度传感器和稳固的底座构成,能够采集运动过程中产生的力学信息,特别适用于分析跑步、跳跃、投掷、举重等运动中下肢的动态用力情况,是不可或缺的有力测试工具。随着传感器技术、数据处理能力以及分析软件的发展,测力台已成为运动生物力学研究和竞技训练中的重要工具。
三维测力台是坤维倾力打造的专为足式机器人、人形机器人动力学性能测试的核心精密设备,为各类相关测试场景提供稳定、精准的测量工具。
通过嵌入式多维力传感器阵列,三维测力台能够实时采集机器人足端与地面交互过程中的三轴地面反作用力(Fx、Fy、Fz)及三轴力矩,并进一步解析落地冲击力、步态周期等关键参数。基于这些数据,设备能够量化评估行走、奔跑、跳跃等动态动作中的平衡性能与足地交互力学特性,为步态规划算法迭代、稳定性控制策略验证及足部结构优化提供高保真实验数据支撑。
围绕机器人运动测试需求,坤维自主研发了便携式与固定式高精度三维测力台及运动功能表现测试系统,产品覆盖不同量程和尺寸规格,可满足不同类型机器人运动性能测试需求。
在机器人运动会等竞技赛事场景中,三维测力台的价值进一步凸显。
在跳高、跳远、举重等项目中,该设备能够为赛项提供全过程力学数据支撑,包括实时记录起跳蹬伸阶段的合力峰值、冲量与功率输出,同步捕捉腾空高度、腾空时间及落地冲击等关键参数,为赛事裁判提供客观的量化判定依据。同时,测试过程中采集的运动力学数据,也能够帮助研发团队进一步分析机器人在极限运动状态下的性能表现,推动运动控制能力持续优化。
与此同时,三维测力台还可与光学动作捕捉系统同步联动,实现运动学-动力学融合测试,为人形机器人、四足机器人运动控制、具身智能算法研发提供可靠的量化实验数据。
除了搭载在机器人本体上的传感器,坤维科技还将力控技术延伸至场地评测端。其运动生物力台产品,包括三维测力台和运动功能表现测试系统,在本届运动会中主要为跳远、举重等竞技场景提供判罚辅助数据支撑。
05、力控技术驱动人形机器人走向实用化
世界人形机器人运动会不仅是一场竞技展示,更是一次人形机器人技术能力的全面检阅。当跳远、举重、拔河等项目被纳入赛项,当2056台机器人在"冰丝带"同场竞技,行业正在见证人形机器人从实验室走向真实场景的关键跨越。
赛场之上,AI 大模型负责思考决策,但真正让机器人落地现实的,恰恰是力感知带来的物理反馈。再强大的算法,也需要真实的力数据来感知碰撞、分配力矩、识别负载,完成动作的自我修正。赛事的价值,从来不只有奖牌与胜负,更在于把真实世界的物理交互难题搬到公开舞台,完成零部件、算法、整机的联合实战检验,践行“以赛定标、以标促产” 的产业使命。
冰丝带的赛场终会落幕,但力感知技术的迭代不会停下脚步。赛场上沉淀的技术经验,未来将走出赛场,反哺工业装配、家庭服务、康养辅助等千行百业。当机器人真正学会读懂力,才能够真正理解这个物理世界,完成从“只会执行预设轨迹”到“自适应现实变化”的跃迁。
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