“钢铁侠”秒切“大白”，给人类一个温柔拥抱

《超能陆战队》中(zhōng)机器人大白，以其呆萌的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(dàxué)姜汉卿的实验室里，也有一台(yītái)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(fūhuà)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。这一对刚柔并济的机械臂在未来人机协作中，重构(zhònggòu)了安全边界，以一种温柔的姿态来“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(gōngyè)、物流(wùliú)等领域表现出色，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，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(shēngjí)，更是重构人机(rénjī)关系的一个探索(tànsuǒ)。 Mawarm机械臂可以通过可编程(kěbiānchéng)的(de)气压系统控制内部结构的刚度(gāngdù)变化，可以根据场景变换“软硬”程度——在常规任务(rènwù)中，机械臂保持刚性的形态，确保(quèbǎo)抓取和操作的精度；一旦遭遇强烈碰撞(pèngzhuàng)，气压系统可在毫秒级内响应，将空气(kōngqì)充入真空气腔，使机械臂瞬间“变软”，将冲击力吸收并分散，从而避免对人体(réntǐ)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。 那么，如何让机械臂(bì)“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机器人及人机交互(rénjījiāohù)领域(lǐngyù)的应用研究，在加入西湖大学前，就曾涉猎(shèliè)柔性电子相关研究。2021年(nián)，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(de)功能(gōngnéng)全部来自设计(shèjì)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，实质是一种“阻塞机制”。 姜汉卿教授举了一个日常生活中很(hěn)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(jiānyìng)，放气(fàngqì)后则变得软趴趴。机械臂里的 “珠串” 结构，抽真空时珠子(zhūzi)紧紧绞在一起，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”，遇到快速碰撞时自动弹(dòngtán)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。姜汉卿介绍道(dào)，“HEART就是Human-centered、Empathetic、Assistive、Responsive、Trustworthy的首字母的缩写(suōxiě)，我们(wǒmen)首期目标锁定(suǒdìng)养老(yǎnglǎo)护理与服务机器人市场。” 通过精准的刚柔转换，HEART系列机器人可在(zài)失能老人护理、康复辅助、物资配送等(děng)场景中(zhōng)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(bìng)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(róuxìng)机器人，不仅仅使用“柔性”的材料，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，护理人员缺口超千万；全球服务机器人市场规模 2025 年将(jiāng)破 500 亿美元，康养场景占比超(bǐchāo) 40%。面对市场的需求，坚硬冰冷的“钢铁侠”需要化为“温暖(wēnnuǎn)大白”。 姜汉卿认为：“科技最美好的(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(bīnglěng)的金属(jīnshǔ)，而是能感知、适应甚至‘理解’人类的伙伴。”