“钢铁侠”秒切“大白”，给人类一个温柔拥抱

《超能陆战队》中机器人大白，以(yǐ)其呆萌的(de)形象收割了一大批粉丝，这只超大号的充气机器人是一位医疗伴侣，他柔软坚实的臂膀是主人公小宏强大的依靠(yīkào)。而在西湖大学姜汉卿的实验室里，也有一台白色的机器人，充了气的手臂外观乍一看(zhàyīkàn)像极了大白。 今天，西湖大学孵化企业西湖交互发布全球首款(shǒukuǎn)柔性变刚度机械臂(bì)Mawarm及HEART系列机器人。这一对刚柔并济的(de)机械臂在未来人机协作中，重构了安全边界，以(yǐ)一种温柔的姿态来“拥抱”人类。 目前，市面上的(de)机器人普遍采用刚性结构设计，在(zài)工业、物流等领域表现出色(biǎoxiànchūsè)，但是安全性能上不完美，而柔性机器人在控制上远没有刚性机器人来得精细。于是(yúshì)，姜汉卿团队研发了一款“遇强则强、遇弱则弱”的新型机械臂，不仅仅是技术的升级，更是重构人机关系的一个探索(tànsuǒ)。 Mawarm机械臂可以通过可编程的气压系统控制内部结构(nèibùjiégòu)的刚度变化，可以根据场景变换“软硬”程度——在常规(chángguī)任务中，机械臂保持刚性的形态(xíngtài)，确保抓取和操作的精度；一旦遭遇强烈碰撞，气压系统可在毫秒级内响应，将空气充入真空气腔，使(shǐ)机械臂瞬间“变软”，将冲击力吸收并分散，从而避免对人体造成伤害。Mawarm机械臂的高度模块化设计，还(hái)可以让它快速适配不同(bùtóng)形态的机器人及各种(gèzhǒng)器械，比如，与市面上的人形机器人结合执行不同的任务，也可以“嫁接”到轮椅、护理(hùlǐ)床等器械，助老助残。 那么，如何让机械臂“百炼钢化为绕指柔(ràozhǐróu)”？ 西湖交互创始人、西湖大学工学院机械工程讲席教授姜汉卿，长期从事基于折纸与剪纸(jiǎnzhǐ)的(de)机械超材料在机器人及人机交互领域的应用研究，在加入西湖大学前，就曾涉猎柔性电子相关研究。2021年(nián)，他(tā)回国全职加入西湖大学，创建跨力学实验室。 不依赖分子或晶体结构，机械超材料(cáiliào)的(de)功能全部来自设计的精巧构型，这是姜汉卿最擅长的研究领域，这一次，他们(tāmen)再次借助机械超材料，这种超材料的核心，实质是一种“阻塞机制”。 姜汉卿教授举了(le)一个日常生活中很常见的例子——超市里的真空包装大米，抽真空时(shí)大米十分坚硬，放气后则变得(biàndé)软趴趴。机械臂里的 “珠串” 结构，抽真空时珠子紧紧绞在一起(yìqǐ)，刚度暴增；充气后珠子松开，就能灵活弯曲。此外，实验室核心技术“双稳态气阀”，遇到快速碰撞时自(shízì)动弹开阀门(fámén)放气，靠物理智能，气阀自主控制，无须外部指令干预，就可以实现机械臂的软硬状态切换。 与(yǔ)此同时，发布会现场(xiànchǎng)还(hái)同步推出了HEART Robots。姜汉卿介绍道，“HEART就是Human-centered、Empathetic、Assistive、Responsive、Trustworthy的首字母的缩写，我们首期目标锁定养老护理与服务机器人(jīqìrén)市场(shìchǎng)。” 通过精准的刚柔转换，HEART系列机器人(jīqìrén)可在失能老人护理(hùlǐ)、康复辅助、物资配送等场景中提供安全可靠的解决方案，例如在护理过程中自动感知人体触碰并柔化动作，避免(bìmiǎn)意外伤害，同时通过AI算法优化任务执行效率(xiàolǜ)。 所谓柔性机器人(jīqìrén)，不仅仅使用“柔性”的(de)材料，更是科技(kējì)彰显的柔软的“人文关怀”。目前，中国 60 岁以上人口已超 2.8 亿(yì)，护理人员(hùlǐrényuán)缺口超千万；全球服务机器人市场规模 2025 年将破 500 亿美元，康养场景占比超 40%。面对市场的需求，坚硬冰冷的“钢铁侠”需要化为“温暖大白”。 姜汉卿认为：“科技(kējì)最美好的(de)(de)意义，是创造人类原本不敢想象的需求，而非替代人类。未来的机器人将不再是冰冷的金属，而是能感知、适应甚至‘理解’人类的伙伴。”