“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(qídāiméng)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。而在西湖(xīhú)大学姜汉卿的实验室里，也有一台白色(báisè)的机器人，充了(chōngle)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人机(rénjī)协作(xiézuò)中，重构了(le)安全边界，以一种温柔的姿态来“拥抱”人类。 目前，市面上(shàng)的机器人(jīqìrén)普遍采用刚性结构设计，在工业、物流(wùliú)等领域表现出色，但是安全性能上不完美(wánměi)，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，更是重构人机关系的一个探索。 Mawarm机械臂可以通过(tōngguò)可编程的(de)气压系统控制(xìtǒngkòngzhì)内部结构(nèibùjiégòu)的刚度变化，可以根据场景变换“软硬”程度——在常规任务中，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，气压系统可在毫秒级内响应，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(gāodù)模块化设计，还可以让(ràng)它快速适配不同形态的机器人及各种器械(qìxiè)，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(ràng)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领域的应用研究，在加入(jiārù)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(quánzhí)加入西湖大学，创建跨(kuà)力学实验室。 不依赖分子或晶体结构，机械超(chāo)材料的功能全部来自设计的精巧构型，这是(zhèshì)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(shízhì)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(de)例子——超市里的真空包装大米(dàmǐ)，抽真空时大米十分坚硬(jiānyìng)，放气后(hòu)则变得软趴趴。机械臂里的 “珠串(zhūchuàn)” 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，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，就可以实现机械臂的软硬状态切换。 与此同时，发布会现场还同步推出了HEART Robots。姜汉卿(jiānghànqīng)介绍(jièshào)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(fúwù)机器人市场。” 通过精准的刚柔转换，HEART系列机器人(jīqìrén)可在(zài)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(lìrú)在护理过程中自动感知人体(réntǐ)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”的材料(cáiliào)，更是科技彰显(zhāngxiǎn)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”需要化为(huàwèi)“温暖大白”。 姜汉卿认为：“科技最美好的(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(bīnglěng)的金属，而是能感知、适应甚至‘理解’人类的伙伴。”