Секрет человекоподобных роботов-марафонцев

19 апреля 2026 года человекоподобный робот Honor Lightning пробежал полумарафон за 50 минут 26 секунд. Это на 7 минут быстрее мирового рекорда человека и почти на два часа лучше лучшего робота 2025 года.

Как им это удалось? Стоит ли за этим какая-то магическая технология или особый метод? Почему они обошли куда более известную Unitree (которая, по слухам, даже примораживала к роботу ледяной рюкзак, лишь бы он не перегрелся и добрался до финиша)?

Физика бега и компромиссы

Моя докторская диссертация была посвящена созданию и управлению прыгающими и бегающими роботами. С тех пор я пытался проектировать и собирать эффективные коммерческие шагающие машины - так что с ограничениями знаком не понаслышке. В этой статье мы разберем фундаментальные законы физики, которые стоят за этим рекордом, и попробуем ответить на все вопросы.

Бег - это чередование двух фаз: нога упирается в землю (фаза опоры) и тело летит по воздуху (фаза полета). В воздухе корпус падает под действием гравитации, теряя вертикальный импульс. В фазе опоры нога отталкивается от земли, чтобы вернуть импульс вверх, а вторая нога в это время выносится вперед для следующего шага.

Электромоторы тратят энергию на создание крутящего момента: чем он выше, тем больше энергии уходит в тепло. Если поставить после мотора редуктор, он увеличивает момент и снижает скорость. Большое передаточное число помогает с моментом, но ротор самого мотора вынужден крутиться быстрее, и на разгон выходного вала уходит больше времени. Для фазы маха ногой это, понятное дело, плохо.

Эти противоречивые эффекты приводят к тому, что для каждого мотора существует свое «золотое сечение» передаточного числа:

Потребляемая мощность ноги робота минимальна при оптимальном передаточном числе (в данном примере - 30:1). Avik De / Datawrapper

Секрет рекорда Honor

Характеристики моторов Lightning не раскрываются, но по виду бедра и колена - их внешний диаметр примерно 110-150 мм. Для примерных расчетов я взял мотор ILM115x25 - он близок по размеру, и по нему есть подробные данные. Простая физическая модель позволяет прикинуть энергопотребление при беге со скоростью 7 м/с (средний темп Lightning на полумарафоне) в зависимости от передаточного числа:

Голубая кривая показывает, как выбрать оптимальный редуктор (45:1). Темно-синяя - сколько тепла выделится в коленном моторе: около 150 Вт при оптимальном передаточном числе. Avik De / Datawrapper

Как видим, никакого чуда в приводе нет. При правильно подобранном редукторе (к этому мы еще вернемся) робот потребляет вполне разумные 400 Вт. Но вот рассеиваемая мощность в колене - примерно 150 Вт, и это главное тепловое ограничение. От него почти не уйти: если человекоподобный робот бежит с человеческой скоростью, он неизбежно будет греться именно так. Долго удерживать мотор от перегрева - задача еще та, но у Lightning есть козырь в рукаве.

По словам Honor, жидкостное охлаждение проникает внутрь моторов, словно капилляры. Мощный насос прокачивает более 4 литров теплоносителя в минуту. Каждый из четырех приводных моторов нижних конечностей оснащен собственным независимым контуром.

Жидкостное охлаждение - штука не новая, но и не ширпотреб. Время от времени оно всплывает в исследованиях. Из коммерческих разработок Apptronik пробовала его на нескольких прототипах, но на основной платформе Apollo (насколько я знаю) не использует. Обычное воздушное охлаждение не смогло бы непрерывно отводить 150 Вт от коленного мотора - так что именно технология охлаждения и стала ключом к такому результату.

Почему конкуренты отстали

Почему конкуренты Honor - в том числе более известные и массовые гуманоиды от Unitree или Agibot - выступили хуже? Ту же модель можно применить к ходьбе со скоростью 1,5 м/с. Это куда скромнее, но для коммерческого робота, возможно, и нужнее:

Сплошная и пунктирная голубые линии - конструкция, оптимизированная под бег. Зеленые - под ходьбу. Оптимальное передаточное число для ходьбы гораздо ниже (30:1 против 45:1). Зато мощность, рассеиваемая в колене при беге (темно-синяя), при 30:1 намного выше, чем при 45:1. Вот она, плата за попытку бегать на «ходячей» конструкции.

Avik De/Datawrapper

На графике появилась новая зеленая кривая - мощность при ходьбе. И оптимальное передаточное число теперь совсем другое! Допустим, вы проектируете робота для обычной ходьбы и выбираете зеленую схему с передачей 30:1. Тогда мощность мотора колена для полумарафона превысит 300 Вт (красная стрелка) - это более чем вдвое больше, чем у конструкции, оптимизированной для бега. Неудивительно, что понадобились пакеты со льдом!

А если посмотреть на зеленую кривую в другую сторону, видно: робот, заточенный под бег, тратит лишнюю энергию при ходьбе. Крупные моторы, рассчитанные на бег, увеличивают вес машины и расходуют мощность впустую, когда она стоит или идет. Да и на практике такие моторы мешают - например, задевают предметы в домах или на заводах.

Инженерия как искусство компромисса

Полумарафон Honor - впечатляющее инженерное достижение. Никаких магических прорывов тут не понадобилось, но капиллярное охлаждение мотора - заметный шаг вперед. Без него такой темп бега был бы просто неустойчивым. Охлаждение, оптимизация веса и повышенная надежность могут пригодиться и для более практичных задач - скажем, для переноски тяжелых грузов в будущем.

У робота Honor Lightning [справа] моторы на ногах гораздо крупнее, чем у Unitree H1 [слева]. Поэтому он эффективнее бегает, но хуже ходит. Слева: Wei Zhiyang/Zhejiang Daily Press Group/VCG/Getty Images; Справа: VCG/Getty Images

Впрочем, Lightning не так хорош для других задач, как робот, спроектированный с упором на универсальность. Инженерия всегда про компромиссы. И умение выбирать правильные отличает хорошие продукты от великих. На фоне постоянно улучшающихся языковых моделей ИИ этот сугубо человеческий навык становится самым ценным, что может быть у инженера.

Новостные заголовки, похоже, слишком увлеклись тем, что робот побил человеческий рекорд в полумарафоне. Но у машин и людей совершенно разные возможности и ограничения. С чего бы вообще их время в полумарафоне должно быть сопоставимо? Как в 1997 году Deep Blue обыграл Гарри Каспарова в шахматы, но физически передвигать фигуры не мог - так и возможности робота Honor гораздо уже, чем у человека, который бежит локтем к локтю с другими бегунами, ориентируется по трассе визуально и обходится без GPS.

Сравнивать робота-бегуна с человеком - все равно что сравнивать яблоки с апельсинами. Это рискует принизить и инженерное достижение Honor, и человеческие спортивные успехи.

Теги: Honor Lightning, человекоподобный робот, бег, полумарафон, жидкостное охлаждение, энергоэффективность, физика движения