物理智能讓養(yǎng)老機器人更有“溫度”

ROBOT INDUSTRY

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

圖1 西湖交互機器科技（杭州）有限公司創(chuàng)始人

西湖大學工學院機械工程講席教授 姜漢卿

隨著全球老齡化進程加速，人形機器人在康養(yǎng)領域掀起應用熱潮。然而，面對高成本與低適用性的雙重壁壘，高端康復機器人動輒十萬元以上的價格讓養(yǎng)老機構(gòu)望而卻步，剛性機械臂在攙扶、翻身等高接觸場景中的安全隱患更阻礙了技術(shù)真正融入老人生活。

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

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生硬的人機交互筑起機器人入戶“高墻”

圖2 Mawarm變剛度柔性機械臂

當前，絕大部分的智能機器人采用剛性金屬結(jié)構(gòu)，雖在工廠裝配、物流搬運等標準化場景中表現(xiàn)高效，卻因碰撞風險難以進入人類生活空間。

西湖交互創(chuàng)始人姜漢卿表示，工廠場景的核心是高重復性與高精度，一位安全員、一群機械臂足夠完成重復性的高精度操作，但是家庭場景中沒有人時時刻刻盯著機器人，為它緊急制動，如果算法在突發(fā)狀況下響應延遲，即便是毫秒級延遲也可能對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。“想象老人被攙扶：人臂會感知力道變化，動態(tài)調(diào)整支撐的剛?cè)幔@是默契的共舞。而剛性機械臂如同兩根鐵棍，只能提供恒定力，易導致老人失穩(wěn)或不適。”姜教授指出。冰冷的金屬觸感、缺乏生物仿生的響應機制，使剛性機器人難以建立信任感，更遑論承擔翻身、擁抱等高風險高情感需求的任務。

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“像被起重機吊起”，技術(shù)瓶頸與情感隔閡，共同筑起了人形機器人進家入戶的“高墻”。

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物理智能構(gòu)建應用“安全氣囊”

圖3 西湖交互人形機器人“大白”

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

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

西湖交互構(gòu)建出無需軟件介入的純物理安全響應系統(tǒng)，核心在于三層協(xié)同機制：最外層的折紙超材料借鑒了紙張折疊的力學智慧，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)時可對折彎曲，抽真空硬化態(tài)時則能提起重物，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)，充氣后顆粒瞬時松散恢復柔性，整個過程如同人類縮手反射般實現(xiàn)毫秒級零延遲響應。

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

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

目前，西湖交互正推進樣機在杭州養(yǎng)老機構(gòu)的落地測試，與紡織縫紉機適配，改造量產(chǎn)工藝，降低成本。姜漢卿深信，當人們親眼看到柔性養(yǎng)老機器人像護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

從應用而言，人形機器人并非需要“大而全”的功能，而是在追求“放量”的同時，進行功能減法。“養(yǎng)老機器人價格高企，癥結(jié)并非某項技術(shù)昂貴，而是產(chǎn)品尚未觸及真正的剛需場景，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。

當前，人形機器人普遍陷入“功能冗余”的迷思，即追求功能繁多而非精準契合需求，堆砌的技術(shù)模塊徒增成本卻無實際價值。姜漢卿表示，“誰能率先在真實場景中沉淀數(shù)據(jù)、打磨剛需功能，誰就能在萬億銀發(fā)經(jīng)濟中占據(jù)制高點。”

圖5 西湖交互參與2025韓國智能技術(shù)展覽會

西湖交互的破局之道在于深度場景驗證與功能聚焦。研發(fā)團隊通過養(yǎng)老院駐點觀察，發(fā)現(xiàn)失能老人護理中“翻身”需求頻率每日近十次，遠超語音陪伴等需求，護工因此類操作易引發(fā)腰椎勞損及傷病。基于此，西湖交互HEART系列機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（響應迅速）、Trustworthy（值得信賴）”五大核心理念，目標直指養(yǎng)老護理中最本質(zhì)的“心”需求，在失能護理、康復輔助、物資配送等場景中提供安全可靠的解決方案。

姜漢卿強調(diào)，唯有在真實交互中提煉核心需求，才能構(gòu)建“從量增到價降”的良性循環(huán)。這種“場景驗證驅(qū)動減法”的邏輯，本質(zhì)是借鑒工業(yè)史中福特T型車的標準化思維，通過定義剛需而非堆砌功能，實現(xiàn)規(guī)模化降本。

基于模塊化設計，Mawarm機械臂能夠快速適配不同形態(tài)的機器人，具備多場景應用的條件。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、AI健康管家等領域的多家單位結(jié)對攻關，解決更多實際場景中的需求難題。

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