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“百炼钢化作绕指柔”,全球首款柔性变刚度机械臂发布
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2025年05月26日
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《超能陆战队》中机器人大白,以其呆萌的形象,收获了一批粉丝的心,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。

而在姜汉卿的实验室里,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。

这是西湖大学姜汉卿实验室孵化的最新成果——全球首款柔性变刚度机械臂Mawarm及HEART系列机器人,今天,由西湖大学孵化的科技企业西湖交互正式发布。这一对刚柔并济的机械臂在未来人机协作中,重构了安全边界,以一种温柔的姿态来“拥抱”人类。

住过酒店的你,一定看到过这样的场景:呆萌的机器人在各个楼层送外卖,解决了外卖员“最后一公里”的痛点,但是你可能不知道,只有改造的电梯,才可以适配这个送餐机器人,而送到门口的外卖,如果不及时取走,机器人可不会一直等着,甚至,进入电梯里的机器人不小心与人类发生磕碰,谁来为此买单?不仅仅在酒店等公共场所,家居和养老场景下,让坚硬的机器人变得“柔软”的需求更为强烈。

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。

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,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,他们再次借助机械超材料,这种超材料的核心,实质是一种阻塞(jamming)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;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系切换。

与此同时,发布会现场还同步推出了HEART Robots,姜汉卿介绍道,“HEART就是Human-centered、Empathetic、Assistive、Responsive、Trustworthy的首字母的缩写,我们首期目标锁定养老护理与服务机器人市场。”

通过精准的刚柔转换,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算法优化任务执行效率。

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“绕指柔”。

发布会上,西湖交互与AI Babylon(韩国AI创新企业)签署战略合作协议,双方将共同参与仁川经济自由区厅(IFEZ)机器人乐园项目开发,同时,还与机器人龙头企业华沿机器人(大族机器人)、深圳天鼎、网科鸿欣达成供应链深度合作。

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“人文关怀”。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。”

当冰冷僵硬的机械臂学会“温柔”,姜汉卿团队正在描绘人机共生美好的未来—— 不是谁替代谁,而是彼此懂得,温暖相伴。


关于西湖交互

西湖交互孵化自西湖大学讲席教授姜汉卿的跨力学实验室(Beyond Mechanics with Societal Impact Lab),是一家具有原创技术及自主知识产权的创新型具身智能柔性机器人企业,拥有一系列柔性机器人和人机交互领域的世界级科研成果。秉持 “科技向善,以人为本”的使命,西湖交互深入钻研薄膜材料力学、超材料、多稳态和先进结构,致力于打造智能柔性机器人产品及全方位解决方案,积极开拓人机交互、柔性机器人等前沿应用领域,致力于推动具身智能机器人在各个垂直领域快速落地。


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