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定制化柔性抓手
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西湖大学姜汉卿:柔性智能时代来临,以科技向善实现“From Lab to Life”
创业邦· 2025-10-10 18:12
行业背景与核心方向 - 机器人技术在向家庭、养老、医疗等人机共存场景探索时,刚性机械臂的安全隐患与电子器件的可靠性局限成为制约落地的关键[2] - 柔性智能与机器人的融合是破解人机安全交互难题、实现产业化的核心方向[2] - 柔性电子技术发展路线分为追求更强大的芯片封装路线和更贴合人体、能贴在人体甚至植入体内的路线[6] 核心技术:柔性变刚机械臂与全臂感知 - 技术理念是机械臂在工作时要有足够刚度以承载负荷,与人交互时要能瞬间变软以确保安全,其“变软”的兜底方案不依赖电子器件,而是像膝跳反射一样的自动控制[12] - 关键技术采用机械超材料,其性能由结构决定,使用纸和碳纤维的第三代复合材料,灵感来自鱼鳞和穿山甲鳞片,并通过纺织工艺织成特定形状包裹在气密气腔中[13] - 通过阻塞机制实现刚柔切换,类似袋装大米开封后变软,硬态时刚度接近钢管机械臂,标准件位移为0.1毫米,该机械臂位移为0.3毫米[13] - 采用双稳态物理智能气阀判断变刚度时机,纯机械结构在检测到高速撞击时自动打通,使机械臂在0.3秒内变软[14] - 全臂感知利用充气气囊的弹性波传播特性,仅用4个标准传感器就能在50毫秒内检测出撞击,实现整臂检测[15] - 整机展示中机械臂能完成抓握、按摩等功能,撞击后0.3秒内变软且可反复切换刚柔,最新方案能包裹关节[16] 产品规划与应用场景 - 计划在10月16日全国养老大会上官宣“柔擎”智能康养机器人,高1.53米,具备跌倒预报警、健康管理、情感陪伴功能[16] - 第二代康养机器人产品将重点落地养老场景,新增辅助翻身、辅助移位、二便护理功能[16] - 定制化柔性抓手采用包裹式抓取方式,适合抓取形状不固定、滑、重或尖锐的物体,例如4点几公斤的新鲜猪肝[19] - 已与国内最大的单品预制菜场合作,用于自动分拣打了鱼浆的滑腻食材,设备将于10月份交付[20] 柔性智能的多元应用 - 微型机器人采用弹性力与电磁力配对的创新驱动方式,可在无外场环境下驱动,小马达约1.5厘米,能实现60赫兹振动并以爬行方式移动[18] - 游泳机器人体长1.6厘米、重1.8克,最快每秒游6厘米并能跳跃,可通过高空无人机抛洒部署[18] - 微型机器人的新型小直线电机结构伸展比达60%-70%,输出力是自重的30多倍,相当于每公斤结构输出21公斤力,可作人工肌肉使用[18] - 下一步将推进群体智能,让微型机器人像蚂蚁蜜蜂一样协同作业,无需GPS或中央大脑,群体智能算法已跑通,适用于管道、隧道、洞穴探测及地震抢险[18] - 将柔性电子与AI结合解决构音障碍问题,贴在喉部的柔性传感器结合语音信息和多模式学习,目前能实现80%多的正确率以重构患者语音意图[20]