“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(jīqìrén)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(yīliáo)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(jiānghànqīng)的实验室里，也(yě)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(jīntiān)，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Mawarm及HEART系列机器人。这一对刚柔并济的机械臂在未来(lái)人机(rénjī)协作中，重构了安全边界，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(jiégòushèjì)，在(zài)工业、物流等领域表现出色，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(láide)精细。于是，姜汉卿团队(tuánduì)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(guānxì)的一个探索。 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(ruǎnyìng)”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(jí)内响应，将空气充入真空气腔，使机械臂瞬间“变软”，将冲击力吸收并(bìng)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(bùtóng)形态的机器人及(jí)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(rúhé)让机械臂“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(jiàoshòu)姜汉卿，长期从事基于折纸与(yǔ)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(céng)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(lìxué)实验室。 不依赖分子(fènzǐ)或晶体结构，机械超材料的功能全部来自设计(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(zhèzhǒng)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(lǐ)的真空(zhēnkōng)包装(zhēnkōngbāozhuāng)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(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。 与此同时，发布会现场还同步(tóngbù)推出了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，我们首期目标锁定(suǒdìng)养老(yǎnglǎo)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老人护理(hùlǐ)、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(zìdòng)感知人体触碰并柔化动作(dòngzuò)，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”的材料，更是科技彰显的柔软的“人文(rénwén)关怀”。目前，中国 60 岁以上人口(rénkǒu)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(guīmó) 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(huàwèi)“温暖大白”。 姜汉卿认为：“科技(kējì)最(zuì)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的金属，而是能感知、适应甚至‘理解’人类的伙伴。”