隨著高齡化、醫療防護與特殊作業需求增加,科學家開始將目光放在自動穿衣技術,利用空氣壓力驅動的藤蔓機器人(Vine robots),最快約10秒就能將袖套、長褲或全身防護服自動穿上身,而且完全不需要動手操作。
這項由韓國科學技術院(KAIST)與美國史丹佛大學(Stanford University)研究團隊共同開發的氣壓式自穿戴服飾,正式名稱為Self-Wearing Adaptive Garments(SWAG)。相關論文《Self-Wearing Adaptive Garments via Soft Robotic Unfurling》於2025年11月刊登於《IEEE Robotics and Automation Letters》,並於2026年6月在奧地利維也納舉行的ICRA 2026大會上獲頒該期刊年度最佳論文獎(Best Paper Award)——這也是主導此研究的柳志煥(Jee-Hwan Ryu)教授團隊連續第二年拿下此獎項,肯定其在軟體機器人領域的持續創新成果。
據了解,這項新發明除了造福行動不便的消費者,也十分適合無塵室人員、消防急救與危化品處理等需快速且零污染穿戴的場景設計。
擺脫硬質機械手臂限制:植物藤蔓生長機制啟發
研究團隊指出,傳統機器人輔助穿衣系統主要依賴外接式剛性手臂進行拉扯與固定,這類系統設備龐大、操作複雜,且夾拉布料時容易對皮膚產生摩擦,增加使用者的安全風險。KAIST教授柳志煥表示:「我們的研究把藤蔓機器人的核心原理延伸應用到輔助穿衣技術上,能直接改善使用者的日常生活。」
相較之下,軟體機器人放棄硬質骨架,改採矽膠與TPU塗層布料等柔性材料結合氣壓驅動;其天然的物理適應性能自動變形貼合身體曲線,大幅提升貼身照護的安全性,同時保留服飾應有的柔軟與舒適。
SWAG系統採取了軟體機器人中的分支——藤蔓型機器人(Vine Robot)機制,此機制原本由史丹佛大學岡村(Allison M. Okamura)教授團隊開發,用於探索瓦礫堆、狹窄空間甚至人體內部等難以抵達的區域。KAIST研究團隊模仿長春藤等植物的尖端生長(Tip Growth)與氣壓式翻轉伸展(Pneumatic Eversion)原理,將這套機器人結構直接融入紡織品中。
也就是說,研究者將輕量柔軟的微型氣壓管道(團隊稱為「subvine」)直接嵌入外套、袖套與長褲等標準服飾結構內;充壓後,軟體結構會從尖端逐漸延伸並向外翻轉展開,帶動收折於內部的布料順應人體曲線穩定向前推進。這種設計不僅保留了紡織品原本的輕巧與柔軟度,更能達到無須他人協助即可自主完成穿著的效果。
內部氣壓管道透過端點外翻(Tip eversion)向前延伸,同時帶動外層收折的衣物(Sheath)順勢展開推進兼具安全與低算力依賴:SWAG 系統三大技術突破
有別於仰賴精密感測與路徑規劃運算的傳統穿衣機器人,SWAG的關鍵優勢在於讓「材料本身的物理特性」取代複雜的電子控制系統,因而能在使用者移動、姿勢不固定的情況下仍穩定完成穿著。整體而言,SWAG技術突破可歸納為以下三點:
1.點狀延伸降低摩擦:採用端點外翻機制,布料接觸皮膚後定位並向外展開,有效降低摩擦與剪應力,提升高齡者與傷患使用安全性。
2.高柔韌適應力:軟體氣壓結構具彈性,可穿越狹窄空間,並適應人體不同表面形態穩定推進。即使表面滑動、黏滯或傾斜也能持續前進。
3.「以結構代替算力」降低感測依賴:系統不需要攝影機、事先建立身體模型,也不需要複雜控制演算法,透過材料自身適應性取代感測與追蹤系統,使服飾能隨肢體變化自然貼合。
最後需特別說明的是,「10秒穿好」是團隊受訪時提及、在較高氣壓下可達成的最快單件穿著速度;根據論文實測數據,不同服裝部位所需時間略有差異——袖套約14秒、外套約13秒、長褲約21秒,整體平均約15秒左右。
產業趨勢觀察:智慧紡織與適應性服飾的次世代變革
雖然SWAG目前仍屬研究原型階段,尚未有商業化時程、定價或量產計畫公布。但它的出現,標誌著藤蔓機器人技術正式跨出實驗室,進入紡織品應用領域。過去的智慧服飾多聚焦於「被動感測」層面——透過感測器量測心率、體溫等生理訊號,服飾本身並不會對人體採取任何動作;而SWAG則展示了服飾也能升級為具備「主動致動」能力的系統,直接對身體提供實體協助。
與此同時,它也跳脫了磁扣、魔鬼氈等仍需使用者自行操作的被動式穿脫結構,改以氣壓驅動的軟體機構,讓衣物能自主展開、自動包覆身體。
對紡織供應鏈而言,未來開發的關鍵將在於:如何讓布料在承受氣壓管道反覆充放氣、彎折等動態應力的同時,仍保有服飾應有的輕盈感與垂墜美學。
延伸觀看:SWAG 自穿式機器人服飾實際運作與測試影片