日本的研究團隊開發了一款靜音的漂浮伴侶機器人，該機器人如同動畫生物般在空中滑行，而非在地面上滾動或像無人機般發出嗡嗡聲。這個團隊由東京慶應義塾大學領導，並與麻省理工學院媒體實驗室等合作，設計出這款輕於空氣的原型機器人，旨在讓其在人羣中顯得親切、安全和舒適。靈感來自於如小叮噹、寶可夢的美露以及宮崎駿的黑色小精靈等虛構角色，這款柔軟的機器人看起來像是一條小型漂浮的鯨魚，能夠在室內輕柔地懸浮。
研究人員相信，這一設計將為家庭中更自然和情感互動的人機交互鋪平道路。
新一代柔性漂浮機器人具備多項優勢
研究人員推出了一個全面的設計框架，旨在為新一代柔性漂浮機器人（SFRs）提供支持，這些機器人結合了氦氣浮力、柔性充氣體及生物啟發的運動，以創造出更安靜、更安全和更自然的室內機器人伴侶。與依賴旋轉螺旋槳升空的傳統無人機不同，SFRs 依靠充滿氦氣的外殼保持空中懸浮。浮力支撐著其大部分重量，因此推進系統僅用於提供運動和轉向，這樣可降低能耗，延長懸浮時間，並幾乎無聲運行，無需旋翼噪音或多旋翼無人機的強烈下洗風。
該團隊的原型機器人看起來像是一條小型漂浮的白色鯨魚，利用柔軟的拍動鰭在空中滑行。它的平滑、規律的運動使其看起來更像一個生物，而非機器。在演示中，這款漂浮伴侶能執行日常任務，如喚醒用户、傳遞提醒、陪伴學習、與主人一起跳舞及提供有趣的娛樂。它的設計並不是取代智能手機或智能音箱，而是作為一個友好的實體存在，能夠自然地與人們共享室內空間。
機器人設計框架促進人機互動
除了建立單一原型，研究人員還開發了他們所稱的第一個系統化互動設計框架，專為柔性漂浮機器人而設。該框架根據 12 位機器人學、人機交互及設計專家的意見，定義了涵蓋流動性、溝通、物理設計、運動、人際互動、關係角色和自主性等十個關鍵維度。
這款機器人的一大優勢在於它柔軟的氦氣充氣體。其輕盈、柔韌的結構使其與人、寵物和傢俱的意外接觸比傳統無人機安全得多。這些機器人不僅依賴碰撞避免系統，還採用研究人員所稱的「通過柔韌性確保安全」的方式，使其能進行柔和的互動，如輕推、觸覺提醒甚至擁抱。這種浮力設計還使機器人能夠利用未使用的三維室內空間，能夠漂浮在傢俱上方、穿越樓梯及在眼平或地板附近定位，達到輪式機器人無法進入的區域，同時比傳統無人機更不具侵入性。
該原型機器人結合了氦氣外殼、碳纖維增強的拍動翼、輕量級微伺服器、一個微控制器以及一個緊湊的鋰電池。對稱的翼拍動產生向前推力，而差異化的翼運動則提供平穩、安靜的室內飛行。由於氦氣每升僅提供約一克的升力，因此有效載荷仍然是一個主要的工程挑戰。為了最大化性能，研究人員建議使用超輕的無人機級電子元件，將重型計算卸載到外部系統，並最小化機載處理。
該框架還支持多種推進系統，包括拍動翼、振動的魚尾、受水母啟發的驅動裝置、矢量推進和無螺旋槳的超聲波微型風扇。研究人員預見這些漂浮機器人將作為情感伴侶、環境助手和家庭幫手，為日常人機交互開創新的前沿。