当人形机器人从实验室demo走向真实赛道、真实工厂、真实场景“能不能动”已经不是问题了。真正的技术分水岭在于它的运动够不够稳、准、一致?一台能跑完半马的人形机器人和一台“能跑”的机器人之间隔着的不是算法强弱而是一套可量化、可追溯的质量标准。2025年“天工Ultra”接连夺得全球首个人形机器人半马桂冠和世界人形机器人运动会百米“飞人”冠军用成绩证明了中国具身智能的技术高度。但比冠军更重要的是夺冠背后——每一次抬腿的角度、每一次落地的轨迹、每一个关节的重复精度这些看不见的“基本功”才是从“能跑”到“好用”的真正跳板。如今这些看不见的“基本功”正被逐一量化为可追溯的精密数据。北京人形机器人创新中心与蔡司携手将原本模糊的“运动感觉”固化为严苛的检测指标并嵌入从研发到量产的每一个环节为“天工”的每一次奔跑、每一次作业赋予工业级的质量准绳。本期就让我们来听听他们的合作故事昆山友硕新材料有限公司是蔡司中国代.理主要经营蔡司三坐标、蔡司扫描电镜、蔡司三维扫描仪等。1 从“肉眼观测”到“数据驱动”一场研发测量方式的变革北京人形机器人创新中心于2023年11月正式成立并于2024年10月由工业和信息化部与北京市人民政府共同揭牌正式挂牌为“国家地方共建具身智能机器人创新中心” 致力于成为全球具身智能机器人领导者希望带动和促进具身智能机器人改变世界。▲ 北京人形机器人创新中心中试验证平台作为国内首家具身智能软硬件全栈科技公司自主研发了通用人形机器人平台“具身天工”和通用具身智能平台“慧思开物”。从2024年4月发布全国首个通用机器人平台“具身天工1.0 LITE”到2026年2月推出实现触物交互式全身高动态运动控制的“具身天工3.0”北京人形创新中心在短短两年内完成了多次重大技术迭代。在运动控制算法快速迭代的过程中北京人形创新中心研发团队面临一个关键瓶颈缺乏外部高精度测量手段来验证机器人实际运动轨迹与算法预期的一致性。北京人形机器人创新中心刘震“在过去我们只能通过肉眼或者一些简单的观测手段看机器人的动作有没有达到要求。比如做一个托马斯回旋只能判断是否“完成”——但人形机器人手臂摆动高度、角度腿抬高度、角度以及整个运动轨迹始终缺乏外部测量工具进行对应测量。” 北京人形机器人创新中心刘震表示。▲ 北京人形机器人创新中心测试与质量部-系统研发测试工程师 刘震从关节模组的精密加工到整机运动控制算法的验证从研发阶段的功能性能测试到整机下线的一致性检验测量手段的缺失是制约企业研发效率和产品质量的关键因素同时也会拖慢从中试到量产落地的产业化进程。2为什么选择蔡司?精度、可靠性与长期合作潜力在评估国内外多家测量方案供应商后包括国内多家运动捕捉系统厂商北京人形创新中心最终选择了蔡司作为合作伙伴补上了动态检测能力的关键一环。决策依据来自一次实测验证研发团队借助蔡司ARAMIS系统对人形机器人头部的旋转角度进行重复定位精度测试将发出的角度指令与实际转动角度进行比对衡量机器人的运动状态是否与预期一致。“通过这两个方向的测试我们发现蔡司的精度和旋转角度测量结果基本都能够达到预期设计目标。”刘震回忆道。此外蔡司在精密测量领域的全球领先地位、成熟的采购与服务体系也是他们最终决策的重要考量。3蔡司ARAMIS让机器人的“每一次运动”都能被精确捕捉蔡司ARAMIS三维应变光学测量系统是一款基于数字图像相关法(DIC)的非接触式全场测量系统能够以亚像素级精度测量三维位移和应变。对于人形机器人研发而言这意味着团队可以精确捕捉机器人在运动过程中每一个关节、每一个部位的实时轨迹与变形数据。实际应用中在实际应用中蔡司ARAMIS系统目前主要用于研发阶段关节模组装配后的整机运动性能测试。研发团队在机器人关键部位贴点借助蔡司ARAMIS系统监控运动过程中的轨迹、角度和位移数据。典型测试场景包括步态分析监控机器人奔跑或行走时左右膝盖距离地面的高度是否稳定、是否一致;全身关节耦合效应对机器步态的影响都一目了然;全身动作监控从躺下到站起的完整过程中每一个关节的运动轨迹和动力学全参数的变化;异常检测捕捉肉眼难以发现的细微偏差——例如左右腿步态是否呈交替步态特征机器人对地面适应性是否优秀或有无关节刚度控制不稳定的问题哪个关节电机需要调整和如何调整。“我们之前遇到过这种情况——没有监测设备通过肉眼观测发现人形机器人一个脚抬得高、一个脚抬得低。我们希望用这套蔡司ARAMIS设备更精细化地捕捉这种异常。”更重要的是蔡司ARAMIS还帮助北京人形研发团队建立了“量化反馈”机制当机器人A的肘关节支撑角度为40度、机器人B为45度时虽然两台机器人都能完成站起动作但数据差异表明算法存在不一致性需要优化。“如果没有这套设备我们只能看到‘站起来了’但看不到‘是怎么站起来的’。”4 蔡司三坐标测量机加持从关节到整机的全链路质量保障除了整机运动验证蔡司三坐标测量机CONTURA在北京人形创新中心的研发与量产体系中同样扮演着关键角色。众所周知人形机器人的关节模组正朝着高度集成化演进谐波、行星、摆线以及丝杠等多种传动形式被压缩进更小的空间内。关节越紧凑传动部件越精密对质量的敏感度就越高因为传动部件决定了动力如何被稳定、可控地传递为机器人关节的角度与位移。0.001mm的误差带给人形机器人的运动轨迹及寿命影响都是可观的。而蔡司三坐标测量机配合GEAR PRO齿轮测量软件能够在一次装夹中完成齿形、齿向、齿距及滚柱丝杠的多维度高精度检测。此外蔡司三坐标测量机CONTURA可搭配微测力传感器和超小球径测针使用覆盖关节模组中几乎所有微小模数齿轮的检测。对于北京人形创新中心而言需要确保关节零部件在装配前后的装配一致性及产品可靠性——关节模组关键部件由于啮合背隙、装配误差等因素导致机器人整体运控表现可能出现偏差。因此蔡司三坐标测量机服务于关节核心零部件的精密尺寸检测而蔡司ARAMIS则承担装配后、整机下线前的运动性能验证两者形成“从零件到整机”的完整质量闭环。从研发测试到量产检验合作持续深化目前蔡司ARAMIS系统主要应用于创新中心的研发测试阶段。随着“天工”系列机器人从实验室走向规模化应用——天工3.0已于2026年6月宣布下半年开启规模化量产——北京人形创新中心对测量手段的需求也在进一步向整机下线一致性检验延伸。“对于一台人形机器人来说来料、工艺、本体都会影响他的一致性表现。”刘震强调。“所以后续我们还希望引入一整套动态检测系统去监测所有下线人形机器人的运动一致性。比如两台机器跑步的姿态、步态是否有差异——不是‘都能跑起来’就行而是要保证都是拟人化的步态且非常稳定。”在整机下线检验标准中运动性能是核心维度之一。北京人形创新中心正在与蔡司合作基于蔡司ARAMIS系统建立整机运动性能的检验标准与检测方法。这也足以折射出蔡司在人形/具身智能赛道的角色变化。从服务单个企业的测量需求到参与共建行业标准——蔡司正在从“测量设备供应商”向“产业质量基础设施共建者”演进。结语人形机器人从“能跑”到“好用”甚至场景化的适配需要的不只是更强大的算法和更精密的硬件还需要一套能够精确度量每一次运动、验证每一次迭代的测量体系。北京人形机器人创新中心与蔡司的合作正是这一理念的生动实践。从肉眼观测到数据驱动从定性判断到定量分析蔡司的精密测量技术正在帮助该创新中心为“天工”系列人形机器人的每一次进化提供坚实的数据基石——让机器人的每一次运动都有据可依。
