4月19日,北京亦庄的赛道上,20台人形机器人与1.2万名人类选手同场竞技,全球首个人形机器人半程马拉松正式开赛。最终,由北京人形机器人创新中心研发的“天工Ultra”以2小时40分42秒的成绩率先冲线,刷新了机器人运动的里程碑。这场比赛不仅是耐力与速度的较量,更是一场关于“自主导航”的技术革命。
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一、为何UWB成为人形机器人的“标配”?
在21公里的赛道上,人形机器人面临着比人类更严苛的挑战:
- 复杂环境干扰:密集的人群、建筑物反射、多设备信号交织,传统GPS(误差5-10米)和蓝牙(误差1-3米)彻底失效。
- 动态平衡难题:每一步都需要毫米级的重心调整,定位延迟超过50ms就可能导致摔倒。
- 续航压力:携带大容量电池会增加负重,功耗控制成为完赛关键。
而UWB技术凭借三大核心优势,成为人形机器人的“刚需”:
1. 厘米级精度:让机器看懂“毫米世界”
飞睿UWB模组通过发射纳秒级超窄脉冲信号(带宽达500MHz以上),实现了10厘米级定位精度。在比赛中,“天工Ultra”依靠UWB模组这一能力:
- 过弯道时自动调整步幅(最小误差仅8cm)。
- 躲避赛道上的矿泉水瓶等障碍物(响应时间<20ms)。
- 上下坡道时实时计算重心偏移(坡度识别精度达±1°)。
2. 抗干扰王者:20台机器人同频不乱
当20台机器人同时发射信号,传统无线技术会陷入“信号堵车”,但飞睿UWB的多址通信技术展现出强大优势:
- 3.1-10.6GHz超宽频段:避开WiFi、蓝牙等常用频段干扰。
- DS-CDMA直接序列扩频:在10米内同时支持50台设备稳定通信。
- 自适应滤波算法:即使经过金属护栏等强反射区,信号丢包率仍<0.1%。
3. 节能黑科技:55公斤机器人的续航密码
对于体重55公斤的“天工Ultra”来说,每克重量都至关重要。飞睿UWB模组的低功耗设计成为关键:
- 休眠状态功耗仅5μA,连续定位功耗<10mW。
- 体积仅7×7×2mm,重量不足5g,比一元硬币还小。
- 配合动态唤醒技术,在直道巡航时自动降低采样频率,节省30%电量。
二、UWB如何“武装”人形机器人?
1. 硬件架构:重新定义机器人传感器
飞睿UWB模组采用22nm SiP系统级封装,集成射频芯片、基带处理器和高精度时钟,同时搭载8发4收天线阵列,支持360°无死角信号覆盖。在复杂遮挡环境下(如弯道、墙体),其定位误差仍能保持<15cm。
2. 软件生态:打通具身智能最后一公里
飞睿UWB模组深度适配机器人开发需求:
- 支持IEEE 802.15.4z和FiRa联盟标准,无缝对接ROS机器人操作系统。
- 提供实时卡尔曼滤波算法,融合IMU数据后动态定位误差<5cm。
- 开放API接口,方便开发者快速集成避障、路径规划等功能模块。
在比赛中,“天工Ultra”的AI控制器通过UWB实时数据流,实现了每秒钟200次的步态调整,最终以7.88km/h的平均速度完成全程。
3. 场景适配:复杂地形下的“生存法则”
马拉松赛道涵盖柏油路、坡道、弯道等复杂地形,飞睿UWB模组的相控阵天线阵列与8发4收设计,在墙体遮挡环境下仍能保持<10cm定位误差。例如,松延动力N2机器人在比赛中遭遇急弯时,通过UWB信号实时调整步幅,避免摔倒,最终以3.5米/秒的速度完成高难度动作。
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三、UWB赋能:从赛场到现实的跨越
这场马拉松不仅是技术阅兵,更预示着一个智能时代的到来:
1. 工业场景:替代人类完成高危任务
飞睿UWB模组已在工业自动化领域验证实力:在汽车工厂中,其3厘米级定位精度帮助机器人协同搬运物料盒,效率达熟练工人的70%。未来,这种技术可延伸至化工、矿山等高危环境,替代人类执行设备检修、灾害救援等任务。
2. 服务场景:人机共生的“最后一公里”
在物流仓储中,飞睿UWB模组支持1000㎡空间覆盖,电子围栏预警精度达10厘米,实现货物自动分拣与路径优化。例如,京东物流已测试UWB机器人在仓库中自主避障,分拣效率提升40%。
3. 医疗场景:精准辅助与康复治疗
飞睿UWB模组的动态追踪延迟<10ms特性,为医疗机器人提供了精准操作可能。例如,在手术导航中,其厘米级定位可辅助机械臂完成微创手术;在康复训练中,实时监测患者动作,优化治疗方案。
结语:当UWB遇见人形机器人
这场马拉松不仅是机器人技术的“压力测试”,更是UWB技术从实验室走向产业化的里程碑。飞睿智能凭借“芯片-算法-场景”全栈能力,正在重塑机器人的“运动基因”。未来,随着UWB模组成本下降与生态完善,人形机器人或将像智能手机一样普及,而飞睿UWB,正是打开这个未来的“钥匙”。