西湖大學的教授想造一臺“溫柔的鋼鐵俠”

乍一看，這是眼下很常見的機械臂，抓雞蛋、捏核桃強勁有力。可它一遇到人體碰撞，就會瞬間“卸力”，變得像海綿一樣柔軟。

其中的奧秘，就在于內部嵌入的特殊材料結構，能通過感知外界沖擊的速率大小，自主調節機械臂剛度，類似于人的膝跳反射，無須經過大腦。

“我們想研發能溫柔擁抱孩子的機器人，可穩妥攙扶老人的伙伴，安全協助工人的助手，就像迪士尼動畫電影《超能陸戰隊》里的機器人大白。”姜漢卿說。

這位西湖大學工學院機械工程講席教授、西湖交互機器創始人，帶著一群90后、95后，試圖通過自己熟悉的力學語言，結合AI技術，重新定義人機交互的安全與溫度。在他們看來，這項“剛柔并濟”的設計，或許能為應對老齡化社會提供一種“溫柔解決方案”。

鋼鐵俠有個柔軟的臂膀

在姜漢卿的構想中，未來機器人要真正融入人類生活、成為可靠伙伴，解決人機交互的安全問題至關重要。然而，市面上的機器人普遍采用剛性結構設計，在工業、物流等領域表現出色，離真正進入日常生活場景有一定距離。

如何讓鋼鐵之軀學會“溫柔”？力學或許能提供其中一種答案。

走進西湖交互機器的實驗室，隨處可見各種奇特的“結構”，這些正是團隊研發的機械超材料。不同于傳統材料依賴分子或晶體結構，機械超材料的特性完全源自人工設計的精巧構型（幾何形狀、結構層次、組合方式等）。就像一張柔軟的紙，通過不同的折疊方式，可以呈現出或柔韌或剛硬的力學特性。

3個月前，他們推出了第一款成型產品——Phi-A柔性變剛度機械臂，能在毫秒級別實現局部剛度的變化，遇到外力或者靠近人體自動“軟化”，任務切換時又能立即恢復剛性。

“人的手一碰沸騰的水就會條件反射縮回來。如果機器人也能通過材料和結構完成這種快速、可靠的反應，它就有了‘本能’。”姜漢卿把這種“本能”稱為物理智能。

“這種超材料的核心，你可以理解為是一種阻塞（jamming）機制。”姜漢卿解釋道。他用超市的真空包裝大米做類比：未開封時堅硬如磚，一旦剪開包裝放入空氣，立即變得松軟，“只不過我們填充的是自主研發的機械超材料。軟硬狀態之間的切換，靠的就是物理智能，氣閥自主控制，無須外部指令干預。”

從實驗室到養老院的“溫柔解決方案”

成立西湖交互機器這家公司，是姜漢卿和團隊看到了把課題轉化為落地產品的可能性，尤其是在康養、陪伴、協作等人機交互場景中。

“比如養老產業，中國有14億人口、4億多戶家庭，護工短缺可能是普遍問題。剛性機器人難以完全勝任看護工作，我們需要更安全的解決方案。”

目前，這款機械臂已實現與90%以上通用人形機器人平臺的兼容適配。2月發布至今，商業化嘗試也在陸續進行中。團隊與家用康復器械品牌邁德斯特達成合作，共同研發智能康復床邊設備。項目已進入用戶驗證階段，預計一年內開展小規模試點應用。

最新成果是本月下旬即將發布的輪式人形機器人，搭載可變剛度機械臂。“科技不應只是追求更強的性能，更應聚焦與人的和諧共生。”這項始于去年10月的整機自研工作，承載著姜漢卿對科技本質的思考。

“特別是在家居和養老場景中，我們需要讓機器人具備情緒感知、安全擁抱和動作協商等能力。實現這些功能的關鍵，在于精準把握剛柔轉換的平衡點——該軟時要柔軟，該硬時必須穩固。”在他看來，這已不僅僅是技術的升級，而是重構人機關系的開始。

跨界者的獎章

4月底，姜漢卿收到美國機械工程師學會（ASME）發來的喜訊，他榮獲2025年度ASME Daniel C.Drucker獎章。該獎章是ASME在應用力學領域設立的最高榮譽之一，以表彰在應用力學和機械工程領域長期在科研、教學及學術服務方面做出杰出貢獻的科學家。

他也因此成為首位獲此獎章的中國學者，同時是該獎項設立以來最年輕的獲獎者之一。

姜漢卿的學術之路，始于大連理工大學工程力學專業，隨后在清華大學攻讀固體力學博士學位，師從著名力學家黃克智院士。年少時的姜漢卿對計算機興趣濃厚，但最終由父親選擇的這個“穩妥”專業，成了他日后跨界創新的重要基石。

“作為一門基礎科學，力學是用最基礎的原理解決復雜的實際問題。”姜漢卿的早期研究集中在傳統固體力學。2001年赴美在伊利諾伊大學從事博士后研究期間，他首次感受到材料科學、力學與電子工程交叉融合的巨大潛力；2006年任教亞利桑那州立大學后，研究重心逐漸轉向柔性電子、可變形結構和智能材料等新興領域。

可變形電子器件的研究，始自2010年前后。此時的姜漢卿，敏銳意識到柔性系統在人機環境耦合中的獨特優勢，尤其是醫療、可穿戴設備、機器人等領域。這也讓他確信，“柔性技術是下一代人機交互的基礎架構”。

2021年夏天，因相信“這里會給基礎研究與產業轉化一個全新的結合空間”，姜漢卿回國全職加入西湖大學，創建跨力學實驗室。這個名副其實的交叉學科平臺，匯聚了來自固體力學、機械工程、材料科學、計算機、紡織工程等不同專業的研究人員和學生，聚焦柔性力學、仿生結構、軟體機器人、可食用電子器件等方向。

基于實驗室研究成果轉化，西湖交互機器科技（杭州）有限公司于2023年9月成立，以“柔性機器人+具身智能”為切入點，推動人機共生愿景的實現。擔任CTO（首席技術官）的，是姜漢卿實驗室此前的博士后李曉文。

實驗室提供前沿原始技術，公司將其產業化、標準化，并在市場應用中反哺基礎研究方向的選擇。姜漢卿說，作為初創公司，他們不會盲目追求大而全，而是選擇聚焦在一個既有實際需求又能充分發揮自身技術優勢的領域——智能陪護機器人。

“在孵化公司前，我們對結構響應程度、系統功耗、安全柔性邊界等關鍵技術進行了嚴謹的成熟度評估。”這是團隊決定從單純撰寫論文，轉向落地產品研發的信心來源。

對于長期從事學術研究的姜漢卿而言，創業過程中的最大挑戰往往來自非技術層面。“管理學校團隊和公司團隊是兩種完全不同的模式。”他坦言，“前者鼓勵自由探索，后者則必須目標明確。”這種思維方式的轉變，成為他創業路上需要不斷調適的新課題。

“總想著怎么讓研究產生實際價值”

有人追求極致的深度與精細，也有人喜歡跨多個領域開展開放而多元的工作。姜漢卿偏重后者。

這些年，他曾提出基于折紙和剪紙原理設計的柔性電子技術，發明可折疊鋰離子電池、太陽能電池；當可折疊電池成功走向商業化應用后，他又將電子學、醫學、材料學深度融合，專注于可食用電子診療設備的研究。在元宇宙概念風靡的那年，他還另辟蹊徑開發“高保真主動機械觸感交互系統”，為虛擬世界注入真實的觸覺體驗。

不過，看似跳躍的研究軌跡背后，始終貫穿著一條清晰的主線——用力學原理解決現實問題。“總想著怎么讓研究產生實際價值。”這句樸實的自白，道出了一種鮮明的工程思維特質。這也直接體現在跨力學實驗室的英文命名中，Beyond Mechanics with Societal Impact（力學為基、影響社會）Lab。

姜漢卿同樣注重對學生工程思維的培養。“Who cares（誰在乎）？”這是他常掛在嘴邊的靈魂拷問，“你的研究有沒有人真正需要？”如果研究不能落地，再漂亮的論文也只是紙上的蝴蝶。“我們不僅要做出產品，更要成為能發頂刊的科技公司”，則體現了他對產學研深度融合的執著追求。

眼下，團隊正在為新品發布會做最后沖刺。未來半年的研發重點，將持續優化機械臂性能，終極目標是實現金屬般的硬度和布料般的柔軟度。“想象一下越劇的水袖表演，未來機械臂也能如此柔軟飄逸。”

除了物理安全性能的提升，他們還在數據安全和情感安全領域持續探索。通過融合AI技術，他們希望讓機器人不僅能提供生活照料，更能給予情感陪伴。“未來兩三年，我們計劃先在康復機構、高端養老社區和示范家庭進行應用驗證。”姜漢卿坦言，由于AI泛化能力的限制，機器人全面進入普通家庭可能還需要5-10年的技術積累。

從海外高校教授到西湖畔的創業新兵，姜漢卿用20余年完成了一場科學與產業的“雙向奔赴”。未來，無論是養老、康復還是家庭陪伴，他和團隊都希望能成為推動“人機共生”理念落地的一股溫柔又堅定的力量。“力學的浪漫，就是讓科技更有溫度。”

文 | 童蔚

海報設計 | 李前芳

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