仿人机器人跑赢半程马拉松的秘密：电机与齿轮比

2026年4月19日，荣耀闪电仿人机器人以50分26秒的成绩完成了半程马拉松，比人类世界纪录快了7分钟，比2025年最佳机器人成绩快了将近两个小时。

这一切是如何实现的？背后是否存在某种突破性的技术？为什么荣耀能够胜过知名度更高的宇树（Unitree，据报道其机器人在比赛中不得不背着冰袋来防止过热）？本文将从基础物理约束出发，尝试回答这些问题。

运动原理与能耗约束

跑步由两个交替阶段构成：腿部蹬地的"支撑阶段"和身体腾空的"飞行阶段"。在飞行阶段，身体因重力下落，损失垂直动量；支撑阶段，腿部推压地面将垂直动量向上重定向，同时另一条腿向前摆动，为下一个落脚点做好准备。

电动机消耗能量以产生扭矩，扭矩越大，散热损失越多。在电机后添加齿轮组可以放大扭矩并降低输出转速。大减速比有助于扭矩输出，但由于电机转子本身转速更高，输出端加速响应会变得迟缓，这对腿部摆动阶段显然不利。这两种效应相互制约，意味着对特定电机而言，通常存在一个最优齿轮比。

以一款典型电机为例，当齿轮比约为30:1时，机器人腿部消耗的功率最低。

电机参数估算与热管理挑战

闪电机器人的电机规格并未公开，但其髋关节和膝关节电机的外径大约在110至150毫米之间。参考尺寸相近且规格详尽的ILM115x25电机，可以建立简单的物理模型，估算机器人以7米/秒（即闪电的半马平均速度）奔跑时，不同齿轮比下的功耗。

结果显示：在针对此任务优化的齿轮比（约45:1）下，机器人的总功耗约为400瓦，属于合理范围。然而，膝关节电机的散热功率约为150瓦。这几乎是不可避免的物理代价——以人类速度奔跑的人形机器人，必然会产生这一量级的热量。长时间运行中，防止电机过热是一大挑战。

而荣耀的关键优势在于液冷技术。液冷并非新概念，但绝非普通方案。此前在部分研究机构和商业原型机中曾有应用，但目前主流商用平台尚未广泛采用。普通的空气对流冷却无法持续从膝关节电机中散出150瓦的热量，因此液冷技术成为实现这一跑步性能的关键支撑。

齿轮比决定机器人"擅长什么"

为什么包括宇树、Agibot等出货量更大、知名度更高的仿人机器人表现不如荣耀？

答案在于齿轮比的设计取向不同。以1.5米/秒的行走速度进行建模可以发现，适合行走的最优齿轮比约为30:1，与适合跑步的45:1存在显著差异。

如果按照行走任务优化设计，采用30:1齿轮比，那么跑半程马拉松时膝关节电机的散热功率将超过300瓦，是跑步优化设计的两倍以上。需要冰袋散热也就不难理解了。

反过来，针对跑步优化的机器人在行走时效率更低，更大的电机增加了整机重量，在静立或行走时造成额外能耗，还可能在家庭或工厂环境中带来碰撞等实际问题。

工程取舍的本质

荣耀的半马成绩是一项出色的工程成就。它并不依赖什么神奇的技术飞跃，但毛细管式电机液冷方案的应用是一项值得关注的进展，没有它，这一跑步速度将难以为继。液冷技术、重量优化和结构可靠性方面的提升，未来也有望在搬运重载荷等更实际的应用场景中发挥作用。

不过，荣耀闪电并不像通用型机器人那样适合执行多样化任务。工程设计始终面临取舍，能够做出正确取舍，才是优秀产品与卓越产品之间的分水岭。随着AI语言模型的持续进步，这种权衡判断能力正在成为工程师最宝贵的核心能力。

此外，部分媒体报道过度聚焦于"机器人打破了人类半马纪录"这一点。机器与人类的能力边界和约束条件截然不同，我们本就不该预设两者的半马成绩具有可比性。正如深蓝1997年在国际象棋中击败卡斯帕罗夫，却无法自行移动棋子一样，荣耀机器人的能力远比一个与其他选手并肩奔跑、依靠视觉而非GPS完成导航的人类运动员要局限得多。将机器人跑者与人类跑者进行比较，本质上是一种"拿苹果比橘子"的错误参照，既容易低估荣耀的工程成就，也可能无意间贬低人类运动员的体育价值。

Q&A

Q1：荣耀闪电机器人跑半程马拉松为什么需要液冷技术？

A：仿人机器人以7米/秒的速度奔跑时，膝关节电机散热功率约为150瓦，这是物理层面几乎无法避免的热量。普通空气对流冷却无法持续散出这么多热量，如果没有液冷，电机会因持续过热而无法完成长距离跑步。荣耀闪电采用的毛细管液冷方案正是解决这一问题的关键技术，也是其能够维持高速跑步的核心优势之一。

Q2：为什么宇树等知名机器人在半马中表现不如荣耀闪电？

A：核心原因在于齿轮比设计的取向不同。宇树等商用仿人机器人更多针对日常行走任务优化，采用约30:1的齿轮比。而在跑步场景下，最优齿轮比约为45:1。使用行走优化设计跑半马时，膝关节电机的散热功率超过300瓦，是跑步优化设计的两倍以上，因此需要外挂冰袋散热。这并非技术落后，而是设计目标不同带来的必然取舍。

Q3：荣耀闪电机器人能用于工厂或家庭等日常场景吗？

A：目前来看，荣耀闪电并不是最适合通用场景的机器人。它采用了更大尺寸的电机以优化跑步性能，这使其在行走时效率较低，整机重量更大，在家庭或工厂等狭小空间中还可能出现碰撞问题。工程设计本质上是取舍，针对跑步优化的设计意味着在通用性上有所妥协。