曾几何时，动画电影《大英雄天团》中可爱的机器人“Baymax”让人印象深刻，也启发了不少科技工作者的灵感。

现在，日本学者研制出一款类似Baymax的可充气人形机器人，外表轻软可折叠，能够进行肢体动作互动。这一研究成果发表在《国际自动化技术杂志》上，显示出软体机器人的新可能。

▍充气机器人:硬邦邦变软绵绵

作为新兴领域，软体机器人近年来备受关注。与传统刚性机器人相比，软体机器人具有轻量化、安全性强、价格低廉等优势。机器人要想进入日常生活，就必须要对人类友好并可靠，否则谁也不会接受一个随时可能伤害自己的机器。

软体机器人大多由柔软材料制成，可以进行连续变形，不像关节机器人那样分节刚性。这使得软体机器人可以塑造各种形状，进行多样变形。目前软体机器人已经在医疗护理、水下操作等领域得到一定应用。   

可充气机器人作为软体机器人的一个分支,利用充气产生形状并保持支撑。充气机器人就像一个皮球，可以通过调节内部气压改变形状。日本明治大学的研究人员受《大英雄天团》中的Baymax启发，开发出一个类人上身的可充气机器人。

这个可充气机器人高约1米，重约1公斤，外形和Baymax极为相似。机器人的躯干和四肢全部由尼龙织物制成，轻便可折叠。当不充气时,它可以像衣服一样叠起来携带。和刚性机器人相比，这种可充气机器人安全性强,不会造成人体伤害，价格也只有几万日元,非常适合批量生产。

研究者将这种可充气机器人命名为“网路化身机器人”(Cybernetic Avatar) ，意为它可以作为一个虚拟化身，连接现实和虚拟世界。可充气机器人装在一个商业化的远程操作机器人车体上，利用手机或电脑控制其移动和手势。操作者可以远距离控制这个“网路化身”，进行社交互动。

▍肢体运动灵活

刚性机器人的自由度和运动能力在设计阶段就已经确定，改变起来非常不灵活。而这个可充气机器人却可以根据需要增加或减少自由度,研究者把这称为“变量主动自由度”。

例如，在可充气机器人的手肘、颈部等关节安装线缆拉力装置，就可以通过控制线缆张力来带动关节弯曲。增加的线缆数量就意味着机器人肢体语言的多样性。同一个机器人车体可以进行不同手势，只要改变线缆的连接方式。

研究者进行了基本动作的测试。通过控制颈部、手肘等三个关节的线缆张力，可充气机器人可以进行点头、抬起手臂等人类常见动作。点头的幅度约30°，手肘可以弯曲约60°。

更神奇的是，肢体的振荡运动可以通过改变线缆张力的频率进行调节。研究者发现，在特定的共振频率下，点头和摇摆幅度会增大。这种利用气囊结构的动力学特征进行运动控制的方法，为可充气机器人打开了新的可能。

▍“皮肤”感应灵敏

可充气机器人没有骨骼，全身都由皮肤般的软织物构成，这就为仿真人机交互提供了便利。研究者在机器人表面的织物上设置了静电传感器,来检测接触压力的大小。   

简单的实验显示，这种传感器可以检测出拥抱、握手、拍肩等人机物理接触,并观察到个体之间的区别。虽然这只是一个初步的交互实验，但为人机互动研究奠定了基础。未来还可以开发出主动靠近和回应人类接触的交互模式。

▍“虚实结合”的新可能

2021年，研究团队在一个线上线下结合的学术研讨会上运用了这个可充气机器人。机器人在实体报告厅内自由移动,对台上演讲者进行肢体回应，同时也代表着线上参会观众。

在疫情期间，可充气机器人作为一个“使者”，不需要戴口罩就可以与人互动,展示了虚拟世界与现实世界的有机结合。研究者表示，这种价格低廉、批量化生产的可充气机器人，是人机交互实验的理想平台，可以大规模应用于教育、医疗等领域。

看来，弹性十足的可充气机器人不仅外表可爱，实际应用前景也令人期待。或许几年后，我们就可以和一个比Baymax更智能、更灵活的“网路化身”进行亲密互动了。从虚拟世界延伸到现实，这样的科技想象为人类生活打开了新的可能。

▍关于人机共生新纪元

软体机器人的出现，正在引领人类进入一个崭新的科技发展阶段。作为其中的佼佼者，可充气机器人轻便柔软、安全可靠,使得实际人机交互成为可能。

这项突破性的日本研究再次证明,创新科技不仅要具备实用价值,还需要对人性化设计进行深入思考。只有机器人变得对人类友好,我们才有可能真正信任科技、享受科技。

未来，可充气机器人很可能会在教育、医疗、家庭等领域大放异彩。它们可以成为孤独患者的陪伴,帮助行动不便者完成日常任务，也可以让远距离的爱人产生亲密感。这些都需要机器人拥有情绪交流的能力。

与此同时，这项研究也让我们重新审视“人工智能”的内涵。智能不应仅停留在理性计算,更需要包括情感、伦理和价值观。如果人工智能缺乏人性光辉,那将成为一种可怕的力量。

让我们拭目以待,看看这些萌态十足的机器小伙伴如何蜕变为人类的知心好友。也许不久的将来，科技和人性真的可以达成和解，共同开创一个崭新的人机合一、物我两忘的美好世界也不是不可能呢。