时装设计师的新订单——给机器人“做皮肤”
自今年三月开始,丁罕青进入明显的忙碌期。从早上10点一直到晚上8点,她连轴转近10个小时,无缝衔接到各种需求会里。“基本上是开完你的,开你的。”丁罕青说。
丁罕青是上海青陈时尚文化有限公司(下称“青陈研创”)的创始人,她和她的主要团队成员基本都是针织设计师出身。
青陈研创的主业原本是两个方向:一是为服装品牌提供针织的设计研发,包括针织面料、针织织法以及结构开发;二是自有服装品牌,做量产化的针织成衣。
“可不可以用针织面料来设计我们下一代机器人的外观?”去年下半年的一场会议上,客户向青陈研创抛出了这样一个问题,对方是一家具身机器人公司。
“针织”和“机器人”,这两个看似完全不相关的领域,在青陈研创内部有了交汇。不到一年时间,青陈研创的机器人针织外衣业务与传统针织开发业务量的比重已经达到了1:1。如今,多个机器人领域的客户已经在推进针织外衣的量产计划。
机器人要从表演舞台真正走向千家万户,冰冷冷的硬性外壳显然不适用,传统硬壳也难以满足人机交互中的感知识别需求。“我们着眼于机器人未来的生活场景,一方面旨在提升人机交互的亲和度,另一方面优化外壳的可维护性。可穿脱的针织外壳,清洁、更换都更简单,整体使用成本也远低于传统硬壳。” 丁罕青说道。
当下,人形机器人企业正试图以纺织技术破解仿生交互难题,利用纤维织造工艺,为机械躯体打造柔性、美观,甚至具备感知功能的针织仿生“软皮肤”。一个很明显的趋势是,人形机器人整机厂、柔性电子皮肤企业正在吸纳纺织、针织领域的人才,而针织设备企业也将业务延伸到机器人皮肤衣领域。
针织设计师的跨界缘起
在第一家机器人客户找来之前,给机器人做衣服这件事其实已经在丁罕青脑海里盘旋了一段时间。去年,看到机器人身着服装在舞台上表演时,她就在构想,未来机器人的服装会不会也能成为时尚的一部分。
丁罕青的这些想法刚好撞上了机器人客户的问询,双方合作由此展开。但机器人公司的需求远非“衣服”这么简单,他们想要的是近乎“皮肤”一样严丝合缝的包裹感,每一个曲面和折角都要完完全全贴合,且还要保证机器人在扭转、弯折时,外衣不会起皱、打褶。同时,外衣还要为每一个接口留出刚刚好的位置。因此,业内常常将这类针织外衣称为针织仿生软皮肤。
为什么偏偏是针织?其他的面料不可以吗?
在纺织品的大分类里,梭织是经纬结构,通常没有弹力;而针织是线圈结构,具备天然的延展性,可以跟随机器人的关节弯折、拉伸而同步形变,实现弹力自适应。此外,针织纤维结构自带透气性,可以提升设备运转时的散热效率。
但这并不意味着每一位针织设计师都能即刻上手制作机器人针织外衣。青陈研创的成功跨界在于版片的工艺。针织的制版,与梭织面料的制版完全不同。后者是将版片样板放在面料上进行裁剪,而针织面料的制版,是通过机器进行加减针操作,直接织成成品版片。
针织纤维自带弹力。比如实际需要20公分的版片,高弹纱线可能仅需织出5公分。在机器上进行加减针的时候,要有一个“算工艺”的过程:该线圈的弹性率能达到多少?相对应的加减针是多少?这通常依靠制版师傅的经验。
针对人体服饰制版时,版师一般仅测量胸围、腰围、肩宽等关键尺寸,依靠手感和经验,就能确定曲度部位版片的数据。
这种方式对于人体曲线够用,但面对机器人不规则的工业曲面、折角和异形结构,就显得力不从心了。青陈研创团队早在2021年就自主研发了一套“3D针织算版”技术。这套技术的初衷,其实和机器人毫无关系,当时作为设计师的他们,发现很多原创的、不常规的版型,很难依靠传统版师的经验实现。慢慢地,青陈研创的团队摸索方法、原理,做出了这套技术方法。
彼时,这套“3D针织算版”技术在传统针织服装开发领域优势并不明显,但转到机器人的不规则曲面上之后,优势一下子就凸显出来了。
机器人没有标准的人体三维数据,并且每一家的工业曲面、折角、关节结构都不一样。青陈研创的这套算版技术,恰好能够基于不同的机器人外骨骼、充电接口等,把每一个曲线都精准转换成贴合的针织版片。
针织软皮肤需求旺盛
这种能力源于青陈研创的设计师们多年与机器、设备待在一起积累的灵敏“嗅觉”。
青陈研创成立于2020年,汇集了一群设计师和技术人员。青陈研创的规模不大,团队仅有十余人,核心成员多为设计师和技术人员,公司没有专门设置运营或销售岗位,商务对接等事宜均由团队成员兼任完成。
成立之初,他们就在工作室放置了一个针织机器,这边设计师的设计稿一出来,那边机器可以立马制作版片、成衣,而不是设计师跑到工厂,找到制版师傅,再制作样衣。
此外,青陈研创本身还是纺织行业展会内“针织趋势”展台的策划方,所以青陈研创每年都会收到各种纱线供应商研发的纱线新品,青陈研创会根据这些纱线的特性,做版片、成衣开发,为下游客户提供灵感。
懂设计、又懂原料和技术,这些交叉经验帮助青陈研创积累了落地能力,并在业内积累了一定的知名度,第一家机器人客户便是依着这些寻来的。
2025年下半年,青陈研创正式切入机器人软皮肤业务,团队开始在社交媒体上发一些设计样品的外观,随后前来咨询的人越来越多。目前,青陈研创的客户包括具身智能公司、医疗康复类企业,以及灵巧手方向的公司。
青陈研创所开发的针织面料可以做到高弹、软韧,随着关节弯折拉伸而不变形,像真正的皮肤一样附着在曲面表面,还可以控制轻薄度,进行水洗、更换。
但“软皮肤”不仅仅是覆盖这么简单,这其中还有很多技术难点需要逐一突破。
以手指关节为例,机器人的大拇指和手掌的连接处不似人体的指关节有一个连接的曲度肌肉,青陈研创需要利用针织结构去模拟这一处的肌肉,让机器人的手指看起来更仿生、更自然。
还有腰部的支撑性。目前,大部分的具身机器人腰部没有硬壳支撑,因为它需要完成扭转、弯折等的动作。但正因为没有硬壳支撑,从视觉上,机器人的腰部像被截断分成了上下两个部分,缺乏仿生性。而这部分仅依靠针织皮肤进行包裹,依然无法达成支撑。青陈研创需要额外再去寻找适合的、与面料相结合的支撑部件,而不破坏机器人本身的扭动功能。
再比如医疗康复类的客户,会格外注重面料的亲肤度、抗菌性等。以上种种问题,都有待青陈研创逐一解决。
目前,青陈研创的针织软皮肤尚未量产上市,因为搭载该产品的新一代机器人大多还未正式发布。
工业审美与功能性
从针织设计师转型到机器人皮肤设计师,首先需要切换设计语言。
针织成衣设计师着眼的是人,要关注服装的风格、舒适度,通过设计去体现人的标签、个性化,同时适配服装穿着的场景。而与机器人对话的针织设计师,则要关注针织的贴合度、散热、外观以及其工业设计语言的延续。
比如,怎么通过针织的弹力设计把机器人的工业棱角、工业曲面完美地体现出来?这就如同汽车尾翼的造型设计,不同样式承载着品牌独有的工业审美与研发思路。因此,给机器人设计皮肤,针织设计师需要琢磨怎么和工业设计师进入同一个审美语境里。
不过,审美只是其中一面。随着机器人走向真实的应用场景,对仿生皮肤的功能要求正在持续升级。
业界认为,如果未来机器人要真正走入人的生活,与人类进行时时刻刻的交互,它必须拥有触觉感知能力。无论是日常抓起物品,还是看护场景下抱扶人类,它要使用多大的力度,这些都需要“触觉”来解决。目前,市面上压阻式、电容式、光学式等基于传感原理的电子皮肤正在飞速发展中。
青陈研创的团队也在研发传感技术,即通过导电纱线等纤维,结合算法,针织皮肤未来可以实现压力感知、接触反馈等功能,丁罕青说:“已经在开发这个方向了,但还需要更多测试和时间。”
除了触觉传感,客户提出的功能需求愈发多元,防水、防污、阻燃、耐磨损等性能逐渐成为标配。这类特殊功能,大多需要依靠功能性定制纱线来实现。但目前行业仍处于发展初期,定制特种纱线普遍存在起订量高、供货周期长的问题,整条配套产业链仍处在逐步完善的过程中。
在丁罕青看来,现阶段机器人的“皮肤”更偏功能性和工业审美,未来随着应用场景成熟,可能会出现场景化的工作服,再发展到消费端的潮牌化、个性化皮肤,“像手机壳一样,可以随时替换风格,变成自己的个性标签”。
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