“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)(de)形象收割了一大批粉丝，这(zhè)只超大号的充气(qì)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，也有一台白色的机器人，充了气的手臂外观乍一看像极了大白。 今天，西湖大学孵化企业西湖交互发布(fābù)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未来人机协作中，重构了安全边界(biānjiè)，以(yǐ)一种温柔的姿态来“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、物流等领域表现出色，但是安全性能上不完美，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(yùqiáng)则强、遇弱则弱”的新型机械臂，不仅仅是技术(jìshù)的升级(shēngjí)，更是重构人机(rénjī)关系的一个探索。 Mawarm机械(jīxiè)臂可(kě)以通过可编程的气压系统控制内部结构的刚度变化，可以(kěyǐ)根据(gēnjù)场景变换“软硬”程度——在常规任务(rènwù)中，机械臂保持刚性的形态，确保抓取和(hé)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(chōngrù)真空气腔，使机械臂瞬间“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，还可以让它快速适配不同形态的机器人及各种器械，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，助老助残(zhùcán)。 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(dàxué)工学院机械工程讲席(jiǎngxí)教授(jiàoshòu)姜汉卿(jiānghànqīng)，长期从事基于折纸与剪纸的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，他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，机械超材料的功能全部来自设计的精巧构型，这(zhè)是姜汉卿最擅长(shàncháng)的研究领域(lǐngyù)，这一次，他们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，抽真空时大米十分坚硬，放(fàng)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；充气后珠子松开(sōngkāi)(kāi)，就(jiù)能灵活弯曲。此外，实验室核心技术“双稳态气阀”，遇到(yùdào)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)实现机械臂的软硬状态切换。 与此同时(yǔcǐtóngshí)，发布会现场还(hái)同步推出(tuīchū)了HEART Robots。姜汉卿介绍(jièshào)道，“HEART就是Human-centered、Empathetic、Assistive、Responsive、Trustworthy的首字母的缩写(suōxiě)，我们首期目标锁定养老护理与服务机器人市场。” 通过精准的(de)刚柔转换，HEART系列机器人(jīqìrén)可(kě)在失能老人护理、康复辅助、物资(wùzī)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，避免意外伤害，同时通过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 2.8 亿，护理人员缺口(quēkǒu)超千万；全球服务机器人市场规模 2025 年(nián)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(gāngtiě)侠”需要化为“温暖大白(dàbái)”。 姜汉卿认为：“科技最美好的意义，是创造人类原本不敢(bùgǎn)想象的需求(xūqiú)，而非替代人类。未来的机器人将不再是冰冷(bīnglěng)的金属，而是能感知、适应甚至‘理解’人类的伙伴。”