“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(xíngxiàng)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。而在西湖大学姜汉卿的实验室里(lǐ)，也有一台白色的机器人，充了气的手臂外观乍一看像极了(jíle)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系列机器人。这(zhè)一对刚柔并济的(de)(de)机械臂在未来人机协作中，重构了(le)安全边界，以一种温柔的姿态来“拥抱”人类。 目前，市面上的机器人普遍采用刚性结构设计，在工业、物流等领域(lǐngyù)表现出色(biǎoxiànchūsè)，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(qiáng)则强、遇弱(yùruò)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机械臂可以通过可编程的气压系统控制(xìtǒngkòngzhì)内部结构的刚度(gāngdù)变化(biànhuà)，可以根据(gēnjù)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(háomiǎo)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机械臂的高度模块化设计，还可以让它快速(kuàisù)适配不同形态的机器人(jīqìrén)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(nàme)，如何让机械臂“百炼钢化为绕指柔”？ 西湖交互创始人(chuàngshǐrén)、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(lǐngyù)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(huíguó)全职(quánzhí)加入西湖大学，创建跨力学实验室。 不依赖(yīlài)分子或晶体结构，机械超材料(cáiliào)的功能全部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，他们再次(zàicì)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(jiàoshòu)举了一个日常生活中很常见的(de)例子(lìzi)——超市里的真空包装大米(dàmǐ)，抽真空时大米十分坚硬，放气后则(zé)变得软趴(pā)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，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(yǔ)此同时，发布会现场(xiànchǎng)还(hái)同步推出了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，我们首期目标锁定养老护理(hùlǐ)与服务机器人市场。” 通过精准的刚柔转换，HEART系列机器人(jīqìrén)可在失能老人护理(hùlǐ)、康复辅助、物资配送(pèisòng)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(zhíxíng)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(rénwén)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(shìchǎng)规模 2025 年将(jiāng)破 500 亿美元(yìměiyuán)，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“温暖大白”。 姜汉卿认为：“科技最美好的意义，是创造人类原本不敢想象的需求，而(ér)非替代人类。未来的机器人将不再是冰冷的金属(jīnshǔ)，而是能(néng)感知、适应甚至‘理解’人类的伙伴。”