“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。而在西湖大学姜汉卿的实验室里，也(yě)有一台白色(báisè)的机器人，充了气的手臂外观乍一看像(xiàng)极了大白。 今天，西湖(xīhú)大学孵化企业西湖交互发布全球首款柔性变(biàn)刚度机械臂Mawarm及HEART系列机器人。这一对刚柔并济的机械臂在(zài)未来人机协作中，重构了安全边界，以一种温柔的姿态(zītài)来“拥抱”人类。 目前，市面上的机器人普遍采用刚性结构设计，在工业、物流(wùliú)等领域表现出色，但是安全性能(xìngnéng)上不完美，而柔性(róuxìng)机器人在控制上远没有刚性机器人来得精细。于是，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(jìshù)的升级，更是重构人机关系的一个(yígè)探索。 Mawarm机械臂可以通过可编程的气压系统控制内部结构的刚度变化，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，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(xiǎngyìng)，将空气充入真空(zhēnkōng)气腔，使机械臂瞬间“变软”，将冲击力吸收并分散，从而(cóngér)避免对人体造成伤害。Mawarm机械臂的高度模块化设计，还可以让(ràng)它快速适配不同(bùtóng)形态的机器人(jīqìrén)及各种器械，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、护理床等器械，助老(zhùlǎo)助残。 那么，如何让机械(jīxiè)臂“百炼钢化为绕指柔”？ 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的机械超材料在(zài)机器人及人机交互领域的应用研究，在加入(jiārù)西湖大学前，就曾涉猎柔性电子相关研究。2021年，他回国全职(quánzhí)加入西湖大学，创建(chuàngjiàn)跨力学实验室。 不依赖分子或晶体结构，机械(jīxiè)超(chāo)材料的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，他们再次借助机械超材料，这种超材料的核心(héxīn)，实质是一种“阻塞机制”。 姜汉卿教授举(jǔ)了一个日常生活中很常见的例子——超市(chāoshì)里(lǐ)的真空包装大米，抽真空时大米十分坚硬，放气后则变得软趴趴。机械臂里的 “珠串” 结构，抽真空时珠子紧紧绞在一起，刚度暴增(bàozēng)；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”，遇到快速碰撞时自动弹开阀门放气，靠物理智能，气阀自主控制，无须外部指令干预，就可以(kěyǐ)实现机械臂的软硬(ruǎnyìng)状态切换。 与此同时，发布会现场还同步推出了HEART Robots。姜汉卿(jiānghànqīng)介绍道，“HEART就是Human-centered、Empathetic、Assistive、Responsive、Trustworthy的(de)首字母的缩写，我们首期目标(mùbiāo)锁定(suǒdìng)养老护理与服务机器人市场(shìchǎng)。” 通过精准的刚柔转换，HEART系列机器人可在失能(shīnéng)老人护理、康复辅助(fǔzhù)、物资配送(pèisòng)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，避免意外伤害，同时(tóngshí)通过AI算法优化任务执行效率。 所谓柔性机器人，不仅仅使用“柔性”的(de)材料，更是科技彰显的柔软的“人文关怀”。目前，中国 60 岁以上人口已超(chāo) 2.8 亿，护理人员(hùlǐrényuán)缺口(quēkǒu)超千万；全球服务机器人市场规模 2025 年将破(pò) 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：“科技最美好的意义，是(shì)创造(chuàngzào)人类原本不敢想象的需求，而非替代人类。未来的机器人将(jiāng)不再是冰冷的金属，而是能感知、适应甚至‘理解’人类的伙伴。”