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傳統(tǒng)剛性結(jié)構(gòu)的安全隱患阻礙機(jī)器人進(jìn)入家庭場(chǎng)景，西湖交互突破性實(shí)現(xiàn)毫秒級(jí)“物理智能”響應(yīng)，為人機(jī)安全交互重構(gòu)技術(shù)邊界，助力人形機(jī)器人從工廠走向家庭、養(yǎng)老院。

圖1 西湖交互機(jī)器科技（杭州）有限公司創(chuàng)始人

西湖大學(xué)工學(xué)院機(jī)械工程講席教授 姜漢卿

隨著全球老齡化進(jìn)程加速，人形機(jī)器人在康養(yǎng)領(lǐng)域掀起應(yīng)用熱潮。然而，面對(duì)高成本與低適用性的雙重壁壘，高端康復(fù)機(jī)器人動(dòng)輒十萬(wàn)元以上的價(jià)格讓養(yǎng)老機(jī)構(gòu)望而卻步，剛性機(jī)械臂在攙扶、翻身等高接觸場(chǎng)景中的安全隱患更阻礙了技術(shù)真正融入老人生活。

孵化于西湖大學(xué)的西湖交互機(jī)器科技（杭州）有限公司（以下簡(jiǎn)稱“西湖交互”），由西湖大學(xué)講席教授姜漢卿創(chuàng)立。西湖交互以全球首創(chuàng)的“Mawarm變剛度柔性機(jī)械臂”技術(shù)為核心，突破性地將材料科學(xué)與機(jī)器人結(jié)構(gòu)深度融合，提出“物理智能”理念，解決了人機(jī)共融環(huán)境中的安全與情感交互難題。

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生硬的人機(jī)交互筑起機(jī)器人入戶“高墻”

圖2 Mawarm變剛度柔性機(jī)械臂

當(dāng)前，絕大部分的智能機(jī)器人采用剛性金屬結(jié)構(gòu)，雖在工廠裝配、物流搬運(yùn)等標(biāo)準(zhǔn)化場(chǎng)景中表現(xiàn)高效，卻因碰撞風(fēng)險(xiǎn)難以進(jìn)入人類生活空間。

西湖交互創(chuàng)始人姜漢卿表示，工廠場(chǎng)景的核心是高重復(fù)性與高精度，一位安全員、一群機(jī)械臂足夠完成重復(fù)性的高精度操作，但是家庭場(chǎng)景中沒有人時(shí)時(shí)刻刻盯著機(jī)器人，為它緊急制動(dòng)，如果算法在突發(fā)狀況下響應(yīng)延遲，即便是毫秒級(jí)延遲也可能對(duì)老人或兒童造成不可逆的傷害。

更深層的矛盾在于交互邏輯的鴻溝?！跋胂罄先吮粩v扶：人臂會(huì)感知力道變化，動(dòng)態(tài)調(diào)整支撐的剛?cè)?，這是默契的共舞。而剛性機(jī)械臂如同兩根鐵棍，只能提供恒定力，易導(dǎo)致老人失穩(wěn)或不適?！苯淌谥赋?。冰冷的金屬觸感、缺乏生物仿生的響應(yīng)機(jī)制，使剛性機(jī)器人難以建立信任感，更遑論承擔(dān)翻身、擁抱等高風(fēng)險(xiǎn)高情感需求的任務(wù)。

他表示，調(diào)研走訪中發(fā)現(xiàn)，超80%老人拒絕金屬臂協(xié)助如廁，稱“像被起重機(jī)吊起”，技術(shù)瓶頸與情感隔閡，共同筑起了人形機(jī)器人進(jìn)家入戶的“高墻”。

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物理智能構(gòu)建應(yīng)用“安全氣囊”

圖3 西湖交互人形機(jī)器人“大白”

姜漢卿指出：“人類觸碰高溫物體時(shí)的縮手反應(yīng)依賴生物神經(jīng)反射弧，而非大腦思考。因此，人形機(jī)器人要成為‘可靠伙伴’，必須具備類似的本能，我們稱之為‘物理智能’?！?/strong>

“物理智能”技術(shù)體系摒棄了過度依賴電子傳感與復(fù)雜算法的傳統(tǒng)路徑，通過材料與結(jié)構(gòu)的本征特性，賦予機(jī)器人類似生物反射的即時(shí)安全響應(yīng)能力。

西湖交互構(gòu)建出無(wú)需軟件介入的純物理安全響應(yīng)系統(tǒng)，核心在于三層協(xié)同機(jī)制：最外層的折紙超材料借鑒了紙張折疊的力學(xué)智慧，通過特定幾何構(gòu)型使柔性聚合物獲得可編程的承載性能，即在充氣軟化態(tài)時(shí)可對(duì)折彎曲，抽真空硬化態(tài)時(shí)則能提起重物，僅依賴于物理結(jié)構(gòu)形變而非分子重組。

采用納米級(jí)表面處理的特殊顆粒填充腔體，真空狀態(tài)下顆粒間摩擦系數(shù)激增形成剛性阻塞態(tài)，充氣后顆粒瞬時(shí)松散恢復(fù)柔性，整個(gè)過程如同人類縮手反射般實(shí)現(xiàn)毫秒級(jí)零延遲響應(yīng)。

珠串多穩(wěn)態(tài)結(jié)構(gòu)則是物理智能的載體，仿生人體關(guān)節(jié)的串珠單元通過雙穩(wěn)態(tài)氣閥連接正負(fù)壓腔室，當(dāng)Mawarm機(jī)械臂突遇碰撞產(chǎn)生氣壓變化率峰值時(shí)，氣閥受物理力驅(qū)動(dòng)自動(dòng)彈開，外部氣體涌入負(fù)壓腔觸發(fā)全臂軟化，從剛性到柔性的狀態(tài)實(shí)現(xiàn)了毫秒級(jí)切換。

姜漢卿強(qiáng)調(diào)：“真正的安全交互不在于機(jī)器人是否擁有人類外形，而在于被突然觸碰時(shí)能否像生物組織一樣產(chǎn)生本能反應(yīng)。物理智能正是要讓機(jī)械臂擁有‘活的’特性。”

目前，西湖交互正推進(jìn)樣機(jī)在杭州養(yǎng)老機(jī)構(gòu)的落地測(cè)試，與紡織縫紉機(jī)適配，改造量產(chǎn)工藝，降低成本。姜漢卿深信，當(dāng)人們親眼看到柔性養(yǎng)老機(jī)器人像護(hù)工一樣溫柔地扶起老人、安全地完成翻身，接受度將發(fā)生質(zhì)變。

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面向剛需做功能減法

圖4 西湖交互早期成果

從應(yīng)用而言，人形機(jī)器人并非需要“大而全”的功能，而是在追求“放量”的同時(shí)，進(jìn)行功能減法。“養(yǎng)老機(jī)器人價(jià)格高企，癥結(jié)并非某項(xiàng)技術(shù)昂貴，而是產(chǎn)品尚未觸及真正的剛需場(chǎng)景，量上不去，成本自然難降”，姜漢卿一針見血地指出行業(yè)痛點(diǎn)。

當(dāng)前，人形機(jī)器人普遍陷入“功能冗余”的迷思，即追求功能繁多而非精準(zhǔn)契合需求，堆砌的技術(shù)模塊徒增成本卻無(wú)實(shí)際價(jià)值。姜漢卿表示，“誰(shuí)能率先在真實(shí)場(chǎng)景中沉淀數(shù)據(jù)、打磨剛需功能，誰(shuí)就能在萬(wàn)億銀發(fā)經(jīng)濟(jì)中占據(jù)制高點(diǎn)?！?/strong>

圖5 西湖交互參與2025韓國(guó)智能技術(shù)展覽會(huì)

西湖交互的破局之道在于深度場(chǎng)景驗(yàn)證與功能聚焦。研發(fā)團(tuán)隊(duì)通過養(yǎng)老院駐點(diǎn)觀察，發(fā)現(xiàn)失能老人護(hù)理中“翻身”需求頻率每日近十次，遠(yuǎn)超語(yǔ)音陪伴等需求，護(hù)工因此類操作易引發(fā)腰椎勞損及傷病?；诖?，西湖交互HEART系列機(jī)器人剝離非核心娛樂模塊，專注“Human-centered（以人類為中心）、Empathetic（富有同理心）、Assistive（輔助性）、Responsive（響應(yīng)迅速）、Trustworthy（值得信賴）”五大核心理念，目標(biāo)直指養(yǎng)老護(hù)理中最本質(zhì)的“心”需求，在失能護(hù)理、康復(fù)輔助、物資配送等場(chǎng)景中提供安全可靠的解決方案。

姜漢卿強(qiáng)調(diào)，唯有在真實(shí)交互中提煉核心需求，才能構(gòu)建“從量增到價(jià)降”的良性循環(huán)。這種“場(chǎng)景驗(yàn)證驅(qū)動(dòng)減法”的邏輯，本質(zhì)是借鑒工業(yè)史中福特T型車的標(biāo)準(zhǔn)化思維，通過定義剛需而非堆砌功能，實(shí)現(xiàn)規(guī)?；当?。

基于模塊化設(shè)計(jì)，Mawarm機(jī)械臂能夠快速適配不同形態(tài)的機(jī)器人，具備多場(chǎng)景應(yīng)用的條件。姜漢卿表示，西湖交互正在聯(lián)合具身智能大模型、多模態(tài)情感模型、康養(yǎng)服務(wù)、AI健康管家等領(lǐng)域的多家單位結(jié)對(duì)攻關(guān)，解決更多實(shí)際場(chǎng)景中的需求難題。

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