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跳舞机器人、巡逻机器狗……2025年开年，各式各样的“机器人”展现出(chū)越(yuè)来(lái)越(yuè)强(qiáng)的(de)科(kē)技(jì)硬(yìng)实(shí)力(lì)。随(suí)着(zhe)生(shēng)成(chéng)式(shì)人(rén)工(gōng)智(zhì)能(néng)取(qǔ)得(de)突(tū)破(pò)性(xìng)发(fā)展(zhǎn)，机(jī)器(qì)人(rén)能(néng)够完成的工作已经突破了科幻小说的想象，承担陪伴、护理、家务等复杂工作的人形机器人，距离走进千家万户更近了一(yī)步(bù)。

类(lèi)似(shì)于(yú)电(diàn)影(yǐng)场(chǎng)景(jǐng)中(zhōng)的(de)变(biàn)脸(liǎn)

但(dàn)是(shì)，你(nǐ)有(yǒu)想(xiǎng)过(guò)机(jī)器人的脸长什么样吗？

浙江大学机械工程学院邹俊教授课题组，近期研制(zhì)出一种可穿戴的变脸面具，实现了一张面具在多个相貌之间的无痕切换，为人类和机器人的面部变装和面部表达提供了全新思路。

柔性面具的制造过程。浙江大学 供图

一切为了“人”

放眼中国社会，老龄人口不断增加、护理人员供不应求的困境日益严峻。家用人形机器人是产业发展大势。

邹俊课题组聚焦于流体动力柔性驱动的前沿探索研究。随着大团队对人形机器人研究的不断深入，课题组思考如何突破应用的困局，将前沿技术转化为实际价值。

机器人的“刚”与柔性元件的“软”，刚柔并济又会碰撞出什么样的火花？

“人与人沟通时，面部表情是表达真情实感的重要途径，在传递人物内心思想方面有着举足轻重的作用。”邹俊说，生动的面部表情在人形机器人研究领域是个有意思的方向，这吸引他们开启“人格化”机器人探索的新篇章。

经过多年的研究，课题组于2022年研发出了人形机器人表情系统“ZJ-Face”。该项技术可实现让机器人通过眨眼、皱眉、微笑、张嘴的丰富动作，来表达惊讶、难过、喜悦等多种人类的情绪。

团队早在2019年就开始思考，这个技(jì)术(shù)可(kě)以(yǐ)应用在人身上吗？古有孙悟空“72变”，今朝我们是否也能够拥有科技“动态变脸”？

“研究最初的难点在于做出像‘人脸’的面具。”邹俊笑着说，最初的几代面具，面部系统都无法识别出它是“人”。机械工程背景的研究人员没有想到，制作出兼具实感和美感的面具成了第一道“拦路虎”。

“0到1确实是很难的，不懂就去学。”在没有前人经验可借鉴的情况下，研究人员迎难而上，一旦涉及学科之外的技能与(yǔ)知(zhī)识(shi)，便(biàn)主动学习补充，既拓宽了研究道路，也丰富了个人的综合能力。

从2019年开始，5年间，团队成员挨个尝试能想到的方法，终于在迭代到第7版时，一个可穿戴的变脸面具初具雏形。

从0到1

小小的面具如何在短时(shí)间(jiān)内(nèi)变(biàn)色(sè)又(yòu)变(biàn)形(xíng)？

研(yán)究(jiū)员(yuán)唐(táng)威(wēi)介(jiè)绍(shào)，当(dāng)前(qián)版(bǎn)本(běn)的(de)面(miàn)具(jù)由(yóu)变(biàn)色(sè)层(céng)和(hé)变(biàn)形(xíng)层(céng)组(zǔ)成(chéng)，所(suǒ)有(yǒu)的(de)控(kòng)制(zhì)装(zhuāng)置(zhì)都(dōu)集成(chéng)在(zài)一(yī)个(gè)仅(jǐn)有(yǒu)腰(yāo)包(bāo)大(dà)小(xiǎo)的(de)驱(qū)动(dòng)装(zhuāng)置中。

“我们先尝试将多种不同变色颗粒嵌入面具的表层。”唐威说，通过调节面具表层温(wēn)度(dù)，团(tuán)队实现了面具从黑色到黄色等多种肤色的过渡变化。

面具效果图

人面部由40余块柔软灵活的肌肉组成，赋予了我们生动又独特的面部表情。用于模拟面部的肌肉在变色层下方，研究人员巧妙嵌入了多个不同大小的腔体，可以柔软地(de)贴(tiē)合(hé)在(zài)面部。变化(huà)腔(qiāng)体(tǐ)中(zhōng)气(qì)体(tǐ)体(tǐ)积(jī)的(de)大(dà)小(xiǎo)，调(diào)节(jié)面(miàn)部(bù)的(de)轮(lún)廓(kuò)形(xíng)状(zhuàng)。

别(bié)出(chū)心(xīn)裁(cái)的(de)是(shì)，课(kè)题(tí)组(zǔ)自(zì)主研(yán)发(fā)了(le)一(yī)套(tào)由(yóu)可(kě)编(biān)程(chéng)化(huà)学(xué)反(fǎn)应(yīng)驱(qū)动(dòng)的便携装置。“温度升高或降(jiàng)低(dī)使(shǐ)化(huà)学(xué)反(fǎn)应(yīng)产(chǎn)生(shēng)或(huò)者(zhě)吸(xī)收(shōu)气(qì)体(tǐ)，使(shǐ)得(de)面(miàn)具(jù)的(de)‘面(miàn)部(bù)肌(jī)肉(ròu)’自(zì)由(yóu)变(biàn)换(huàn)形(xíng)态(tài)。”唐(táng)威介绍，可编程化学反应驱动使得整个变脸过程不仅更加静音、安全，更是可编程化，仅调节温度就能精准切换到想要面部形态。

为了使面具更加便携、具有可穿戴性，课题组在设计过程中充分考虑了体积、重量、温度、厚度等影响因素。“面具内部温度控制在室温附近，厚度已经优化到1厘米左右，能够实现贴近真实的脸部模拟。”唐威说，今后课题组将会继续追求技术突破，不断优化技术，让面具更轻、更薄、表情更生动。

柔性面具用于人形机器人的表情调控及人的面部伪装。浙江大学 供图

从1到72

研发之路艰辛漫长，却抵挡不住课题组成员奔赴“星辰大海”。

课题组利用开源网站信息，在实际操作前进行线上数字面部模拟，确保制作出的面具正确且美观。在制作了近十种面具样机的尝试后，目前已有一张面具可以切换至少8种不同的脸型。

课题组正尝试利用现有技术进行创新，并结合人工智能、大模型技术，为人形机器人定制外貌、音色、皮肤、年龄等个性化特征(zhēng)，以(yǐ)期(qī)实现未来变脸面具“72变”。

“梦想”正在逐步变为现实，人形机器人进入到人类日常生活成为不再遥远的可能。未来甚至可以做到不同年龄阶段的面部切换，给老年人群体带来如真实家人般温馨的陪伴与呵护，提升生活质量，增强人文关怀。（来源：浙江大学、潮新闻）