浙江大学机械工程学院邹俊教授课题组研制出可穿戴变脸面具的科研成果，阐述了该面具在人形机器人面部变化和情绪表达方面的应用，以及其制造过程、特点和相关技术等内容。
近日，浙江大学机械工程学院邹俊教授带领的课题组取得了一项令人瞩目的科研成果——成功研制出一种可穿戴的变脸面具。这一创新成果实现了一张面具在多个相貌之间的无痕切换，为解决人形机器人的面部变化和情绪表达难题提供了全新的思路和方向。
据邹俊教授介绍，目前这项先进的技术已经成功应用到杭州中国伞博物馆的“新白娘子”机器人上。这个最新款的机器人“讲解员”，凭借该技术具备了丰富的表情和出色的互动能力。当参观者来到博物馆时，它能够为大家提供沉浸式、交互式的生动体验，仿佛让大家置身于一个充满科技魅力的奇妙世界。
（柔性面具的制造过程。浙江大学 供图）
邹俊教授指出：“在人与人的沟通过程中，面部表情是一种非常重要的交流途径。”他认为，生动的面部表情必将成为人形机器人领域未来研究的重要方向之一。
从2022年开始，该课题组就全身心地投入到了人形机器人表情系统“ZJ - Face”的研发工作中。经过多年的努力，目前该项技术已经取得了显著成效，能够让机器人通过眨眼、皱眉、微笑、张嘴等丰富多样的动作，来表达惊讶、难过、喜悦等多种类似人类的情绪，使机器人仿佛拥有了真正的情感。
我们都知道，人类的面部是由40余块柔软灵活的肌肉组成的。为了能够精准地模拟人类面部的肌肉运动，该课题组成员可谓是费尽心思。他们在面具变色层的下方，巧妙地嵌入了多个不同大小的腔体，这些腔体能够柔软地贴合在面部。同时，他们还自主研发了一套可编程化学反应驱动的便携装置，为面具的灵动变化提供了强大的动力支持。
考虑到人形机器人面具需要具备便携性和可穿戴性，课题组在设计过程中充分考虑了体积、重量、温度、厚度等诸多因素。经过不断地优化和改进，面具的厚度已经成功优化到1厘米左右。课题组研究员唐威介绍说，当温度升高或降低时，化学反应驱动装置会产生或者吸收气体，从而使面具的“肌肉”能够自由变换形态。整个过程不仅静音、安全，而且还能够实现可编程化，具有很高的可控性和稳定性。
此外，该课题组还充分利用开源网站信息，结合人工智能、大模型技术，为人形机器人提供了不同外表、音色、皮肤、年龄的面具和表情系统，进一步丰富了机器人的表现形式和个性化特征。
本文介绍了浙江大学邹俊教授课题组研制的可穿戴变脸面具，它能实现相貌无痕切换，已应用于“新白娘子”机器人，为参观者带来新体验。课题组长期研发人形机器人表情系统，通过模拟人类面部肌肉、优化面具设计等，使机器人能表达多种情绪，还结合新技术提供多样化的面具和表情系统，推动了人形机器人在面部变化和情绪表达方面的发展。
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