“钢铁侠”秒切“大白”,给人类一个温柔拥抱
“钢铁侠”秒切“大白”,给人类一个温柔拥抱
“钢铁侠”秒切“大白”,给人类一个温柔拥抱
《超(chāo)能陆战队》中机器人(jīqìrén)大白,以其呆萌的形象收割了一大批(yīdàpī)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,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,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。这一对刚柔并济的(de)机械臂在(zài)未来人机协作中,重构了安全边界,以一种温柔的姿态(zītài)来“拥抱(yōngbào)”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(shì)安全性能上不完美,而柔性机器人在控制(kòngzhì)上远没有刚性机器人来得精细。于是,姜汉卿团队研发了(le)一款“遇强则强、遇弱则弱”的新型机械臂,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(jīxiè)臂可以通过可编程的气压系统控制内部结构的刚度变化,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(xiǎngyìng),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(duì)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各种器械,比如,与市面上的人形机器人结合(jiéhé)执行不同的任务,也可以“嫁接”到轮椅、护理床等器械,助老(zhùlǎo)助残(zhùcán)。
那么,如何让机械臂“百炼钢(bǎiliàngāng)化为绕指柔”?
西湖交互创始人、西湖大学(dàxué)工学院机械工程讲席教授姜汉卿,长期从事基于折纸与(yǔ)剪纸的(de)机械超(chāo)材料在机器人及人机交互领域的应用研究,在加入西湖大学前,就曾涉猎柔性电子相关研究。2021年,他回国全职加入西湖大学,创建跨力学实验室。
不依赖分子或晶体结构,机械超材料的(de)功能全部来自(láizì)设计的精巧构型(gòuxíng),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常见的例子——超市里的真空包装(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(gāngdù)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(yùdào)快速碰撞时自动弹开阀门放气,靠(kào)物理智能(zhìnéng),气阀自主控制,无须外部(wàibù)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(jiùshì)Human-centered、Empathetic、Assistive、Responsive、Trustworthy的首字母的缩写,我们首期目标锁定养老(yǎnglǎo)护理与服务(fúwù)机器人市场。”
通过精准的刚柔转换,HEART系列机器人可在(zài)失能老人(lǎorén)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(xiàolǜ)。
所谓柔性机器人,不仅仅(bùjǐnjǐn)使用“柔性”的(de)材料,更是科技彰显的柔软的“人文关怀”。目前,中国(zhōngguó) 60 岁以上(yǐshàng)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“温暖大白”。
姜汉卿认为:“科技最美好的(de)意义(yìyì),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。”



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