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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，这个技术可以应用在人身上吗？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知识，便主动学习补充，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形层组成，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。“温度升高或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(kě)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(dài)性(xìng)，课(kè)题(tí)组(zǔ)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(wēi)说(shuō)，今(jīn)后(hòu)课(kè)题(tí)组(zǔ)将(jiāng)会(huì)继(jì)续(xù)追(zhuī)求(qiú)技(jì)术(shù)突(tū)破(pò)，不(bù)断(duàn)优(yōu)化(huà)技(jì)术(shù)，让(ràng)面(miàn)具(jù)更(gèng)轻(qīng)、更(gèng)薄(báo)、表(biǎo)情(qíng)更(gèng)生(shēng)动(dòng)。

柔(róu)性(xìng)面(miàn)具(jù)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(yuán)奔(bēn)赴(fù)“星(xīng)辰(chén)大(dà)海(hǎi)”。

课(kè)题(tí)组(zǔ)利(lì)用(yòng)开(kāi)源(yuán)网(wǎng)站(zhàn)信(xìn)息(xi)，在(zài)实(shí)际(jì)操(cāo)作(zuò)前(qián)进(jìn)行(xíng)线(xiàn)上(shàng)数(shù)字(zì)面(miàn)部(bù)模(mó)拟(nǐ)，确保制作出的面具正(zhèng)确(què)且(qiě)美(měi)观(guān)。在(zài)制(zhì)作(zuò)了(le)近(jìn)十(shí)种(zhǒng)面(miàn)具(jù)样(yàng)机(jī)的(de)尝(cháng)试(shì)后(hòu)，目(mù)前(qián)已(yǐ)有(yǒu)一(yī)张(zhāng)面(miàn)具(jù)可(kě)以(yǐ)切(qiè)换(huàn)至(zhì)少(shǎo)8种(zhǒng)不(bù)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(xīn)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）