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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”展现出越来越强的科技硬实力。随着生成式人工智能取得突破性发展，机器人能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步。

类似于电影场景中的变脸

但是，你有想过机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)术可以应用在人身上吗？古有孙悟空“72变”，今(jīn)朝(cháo)我(wǒ)们(men)是(shì)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(shí)感(gǎn)和(hé)美(měi)感(gǎn)的(de)面(miàn)具(jù)成(chéng)了(le)第(dì)一(yī)道(dào)“拦(lán)路虎(hǔ)”。

“0到(dào)1确(què)实(shí)是(shì)很(hěn)难(nán)的(de)，不(bù)懂(dǒng)就(jiù)去(qù)学(xué)。”在(zài)没(méi)有(yǒu)前(qián)人(rén)经(jīng)验(yàn)可(kě)借(jiè)鉴(jiàn)的(de)情(qíng)况(kuàng)下(xià)，研(yán)究(jiū)人(rén)员(yuán)迎(yíng)难(nán)而(ér)上(shàng)，一(yī)旦(dàn)涉(shè)及(jí)学(xué)科(kē)之(zhī)外(wài)的(de)技(jì)能(néng)与(yǔ)知(zhī)识(shi)，便(biàn)主动(dòng)学(xué)习(xí)补(bǔ)充(chōng)，既(jì)拓(tà)宽(kuān)了(le)研(yán)究(jiū)道(dào)路，也(yě)丰(fēng)富(fù)了(le)个(gè)人(rén)的(de)综(zōng)合(hé)能(néng)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间内变色又变形？

研究员唐威介绍，当前版本的面具由变色层和变(biàn)形(xíng)层(céng)组(zǔ)成(chéng)，所有的控制装置都集成在一个仅有腰包大小的驱动装置中。

“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度，团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，可以柔软地贴合在面部。变化腔体中气体体积的大小，调节面部的轮廓形状。

别出心裁的是，课题组自主研发了一套由可编程化学反应驱动的便携装置。“温度升高(gāo)或(huò)降低使化学反应产生或者吸收气体，使得面具的‘面部肌肉’自由变换形态。”唐威介绍，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(huà)，仅(jǐn)调(diào)节(jié)温(wēn)度(dù)就(jiù)能(néng)精(jīng)准(zhǔn)切(qiè)换(huàn)到(dào)想(xiǎng)要(yào)面(miàn)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(rén)形(xíng)机(jī)器(qì)人(rén)的(de)表(biǎo)情(qíng)调(diào)控(kòng)及(jí)人(rén)的(de)面(miàn)部(bù)伪(wěi)装(zhuāng)。浙(zhè)江(jiāng)大(dà)学(xué) 供(gōng)图(tú)

从(cóng)1到(dào)72

研(yán)发(fā)之(zhī)路艰(jiān)辛(xīn)漫(màn)长(zhǎng)，却(què)抵(dǐ)挡(dǎng)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，以期实现未来变脸面具“72变”。

“梦想”正在逐步变为现(xiàn)实(shí)，人(rén)形(xíng)机(jī)器(qì)人(rén)进(jìn)入(rù)到(dào)人(rén)类(lèi)日(rì)常(cháng)生(shēng)活(huó)成(chéng)为(wèi)不(bù)再(zài)遥(yáo)远(yuǎn)的(de)可(kě)能(néng)。未(wèi)来(lái)甚(shén)至(zhì)可(kě)以做到不同(tóng)年(nián)龄(líng)阶(jiē)段(duàn)的(de)面(miàn)部(bù)切(qiè)换(huàn)，给(gěi)老(lǎo)年(nián)人(rén)群(qún)体(tǐ)带(dài)来(lái)如(rú)真(zhēn)实(shí)家(jiā)人(rén)般(bān)温(wēn)馨(xīn)的(de)陪(péi)伴(bàn)与(yǔ)呵(ā)护(hù)，提(tí)升(shēng)生(shēng)活(huó)质(zhì)量(liàng)，增(zēng)强(qiáng)人(rén)文关怀(huái)。（来(lái)源(yuán)：浙(zhè)江(jiāng)大(dà)学(xué)、潮(cháo)新(xīn)闻(wén)）