“钢铁侠”秒切“大白”，给人类一个温柔拥抱

《超能(néng)陆战队(lùzhànduì)》中机器人大白，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(jiānshí)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全球首款柔性变刚度机械臂Mawarm及HEART系列(xìliè)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(yīzhǒng)温柔的姿态来“拥抱”人类。 目前，市面上的机器人(jīqìrén)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，而柔性机器人在控制上远没有刚性机器人来得精细(jīngxì)。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(jīxiè)臂，不仅仅(bùjǐnjǐn)是技术的升级，更是重构人机关系的一个探索。 Mawarm机械臂可(kě)以通过可编程的(de)气压系统(xìtǒng)控制内部结构的刚度变化(biànhuà)，可以根据场景变换(biànhuàn)“软硬”程度——在常规任务中，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(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(jí)各种器械，比如，与市面上的人形机器人结合执行(zhíxíng)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(zhézhǐ)与剪纸的机械超(chāo)材料在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(róuxìng)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(quánbù)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(yīcì)，他们再次借助机械超材料，这种超材料的核心，实质(shízhì)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(de)例子——超市里的真空(zhēnkōng)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(zhūzi)紧紧绞在一起，刚度暴增；充气后珠子松开，就(jiù)能灵活弯曲。此外，实验室(shíyànshì)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)实现机械臂的软硬状态切换。 与此同时，发布会现场还同步(tóngbù)推出了(le)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(mùbiāo)锁定(suǒdìng)养老护理与服务机器人市场(shìchǎng)。” 通过精准(jīngzhǔn)的刚柔(gāngróu)转换，HEART系列机器人可在失能老人护理、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(gǎnzhī)人体触碰并柔化动作，避免意外伤害(shānghài)，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(gèngshì)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，护理人员缺口超千万；全球服务机器人市场规模 2025 年将破 500 亿美元，康养(kāngyǎng)场景占比超 40%。面对市场的需求，坚硬冰冷的“钢铁侠(xiá)”需要化为(huàwèi)“温暖大白”。 姜汉卿认为：“科技最美好的(de)(de)意义，是(shì)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。”