谁不想要一条会飞的鱼呢？他们造了个会捣蛋的机器人，拿下了最佳论文奖
在一次学术会议的 demo 展示上， 一个鱼形浮空机器人意外飘向一位围观者 ，轻轻撞上了对方的手臂。操控它的几位研究者瞬间紧张起来，盯着那人的表情，但对方只是淡淡的笑了一下。
“ 它每次闯祸我们都特别紧张，观察人家是生气还是觉得可爱， ” 徐铭阳说， “ 有点像自家孩子在外面惹了事，赶紧看看要不要收拾残局。 ” 他是庆应义塾大学媒体设计研究科（ KMD ）的三年级博士生，研究软体浮空机器人（ Soft Floating Robots ， SFR ）已有数年。在他看来，这个不受控的瞬间恰好浓缩了这类机器人最核心的特质： 它会闯祸，但无害；不精准，但温柔。
2026 年 6 月，徐铭阳和香港城市大学博士生李彦衡作为共同第一作者，在 ACM DIS 2026 （ Designing Interactive Syste ms Conference ，设计交互系统会议）上发表了论文 Floating Companion ，并获得了最佳论文奖（ Best Paper Award ）。
浮空机器人其实并不是一个新鲜的产物，德国 Festo 公司的飞行企鹅和飞行水母早在十多年前就已问世，学术界也陆续出现过各种原型，有的用螺旋桨驱动，有的模仿鱼类摆尾，有的像水母一样蠕动。但这些工作大多停留在 “ 造一个、验证一个想法、然后收工 ” 的阶段，彼此之间缺乏对话。
没有人退后一步问过一个更基本 的问题：这一整类机器人，到底能和人发生什么样的关系？它该怎么靠近人，在什么高度停留，用什么方式表达自己的存在？徐铭阳和李彦衡的这篇论文试图给出第一份系统性的回答。
柔软 带来的 安全 感
虽然都飞在天上，但如果把一个软体浮空机器人和一架四旋翼无人机放在一起，二者的差别一目了然。无人机靠高速旋转的螺旋桨克服重力，升力强、速度快、载重大，但螺旋桨带来的噪音和危险性也大大限制了它和人的近距离交互。在中国、日本等多地，无人机被禁止在人流密集的场所飞行。
SFR 形态（来源： Designing Inte ractive Systems Conference ）
软体浮空机器人走了完全不同的路。它靠氦气提供浮力，不需要螺旋桨维持悬浮，身体由充气的柔软材料构成。两者最根本的区别可以用一个场景概括：无人机失控会砸下来，浮空机器人失控只会慢慢飘下来。
“ 即使螺旋桨被外壳罩住，噪音问题 依然 很难 解 决 ， ” 徐铭阳说， “ 五分钟十分钟的嗡嗡声可以忍，但如果一个机器人要在你家长期共存，这个噪音大部分人应该都受不了。但浮空机器人就不需要任何马达一直转，仅凭氦气就能一直飘在那儿。 ”
李彦衡从体验的角度补充了另一层区别： “ 无人机不管大的还是小的，螺旋桨的声音都会让人本能地想离远一点。但我们的扑翼机器人给人的第一感觉是：我是不是可以去碰碰它、抱抱它？ ”
论文将这种差异概括为 “safety through compliance” ，安全不靠闪避，靠柔软本身。这不只是材料选择的问题，它从根本上改变了交互设计的起点。设计师不 再需要花大量精力在避障算法上，因为碰到了也没关系。碰到墙就弹开，碰到人也无害。触碰不再是系统故障，而是交互的一部分。
基于这个前提，团队开始系统性地追问：浮空机器人独特的物理特性，还能催生哪些交互可能？
善意的混乱
为了回答这个问题，他们找到了 12 位跨学科专家，覆盖人机交互、设计和机器人三个领域，分布在七个国家，经验从 2 年到 40 年不等。由于硬件尚不成熟，团队没有选择先做用户实验，而是让从业专家在观看 SFR 视频后进行共同推测：如果未来真有这样一个机器人住在你家里，它可以做什么、该怎么存在？
访谈最终提炼出十个设计维度。这些维度不是关于怎么造机器人，而是关于机器人怎么和人相处。徐铭阳强调这个区分： “ 它本质上是互动设计的空间，我们讨论的是机器人如何更好地展现生命力。 ”
SFR ）交互的十维设计空间概述。（来源： Designing Interactive Systems Conference ）
其中几个维度和日常直觉的关联最强。
第一个是垂直高度。浮空机器人可以在不同高度运作，而不同高度意味 着完全不同的关系。贴近地面时，它可以像小狗一样蹭你的腿；在眼睛高度，它可以展示信息、碰碰你的肩膀做提醒；升到头顶之上，它就变成一种环境性的存在，在那里，但不打扰。
" 这个机器人能不能有一个家就在天花板上？就像燕子筑巢一样， " 徐铭阳说。头顶以上的空间至今是一个未被利用的交互资源。地面机器人够不到，无人机占据又太吵，浮空机器人恰好可以安静地悬停在那里，提供一种不打扰的陪伴。
第二个有意思的点藏在 “ 交互对象 ” 这个维度的一个特殊类别里：自身。当一个浮空机器人什么任务都不执行、什么指令都没收到时，它不会像扫地机器人那 样回充电桩变成一块静物。因为空气的流动，它会轻微漂移、缓慢旋转、偶尔碰到墙壁后弹开。一位受访专家的原话是： “ 扫地机器人回充电桩就变成了死物， 但浮空机器人什么都不做也有一种生命脉动。 ”
什么都不做，本身就是一种交互。
这也引出了论文中最有启发性的概念： benevolent chaos ，善意的混乱。
专家们在访谈中反复提到一个类比：宠物。人喜欢宠物，一个重要原因恰恰是宠物不完全听话。猫会赖在键盘上不走，狗会叼走你的袜子。这些小麻烦构成了性格，引发更深的情感连接。
软体浮空机器人天然具有这种不可预测性。它会被气流 吹偏，行为轨迹不完全可控。开门带来的风、空调的气流、甚至人走过时带起的空气扰动，都会影响它的运动。在研究团队的很多演示场景中，这种不可控反而成了积极的催化剂。
李彦衡讲了一个典型的例子： “ 当飞飞鱼在空气中不受控地飞向另一个人，那个人会觉得 ‘ 我是不是需要帮它一下’ ，两个人的联系可能就由此产生了。 ” 团队有意识地想把浮空机器人身上这些看似消极的品质，比如不稳定的飞行、不可控的漂移，转化为设计资源。
视频丨演示视频（来源：受访者）
论文的建议是：不要完全消除这种随机性，而是有意保留它。关键在于浮空 机器人的柔软和轻盈为不可预测性划定了安全边界。它可能飘到你意想不到的地方，可能撞到你，但绝不会伤害你。混乱是善意的，因为载体是安全的。
除了不可预测性，情感连接还有另一个来源。他们的原型被设计成鱼的形态，而鱼在很多文化传说中有一种介于亲近和神秘之间的气质。 “ 大家接触到这个机器人的时候，会觉得既想触碰又不敢触碰，有很多有意思的情感动态在里面， ” 李彦衡说。
同时，气球材质本身是易碎的，当人面对一个脆弱的物体时，会本能地产生同情和关怀。 “ 无人机给人的印象是强大的、智能的，但浮空机器人是脆弱的，需要人去照顾。这种脆弱 性反而能建立起更深的情感体验。 ”
这和论文中引用的 “ 弱机器人 ” （ weak robot ）理论一致： 示弱是一种关系资源，能引发人主动投入关怀。
徐铭阳把所有这些特质归结为一个词：生命感。 “ 它会犯错、会调皮捣蛋、会惹出麻烦，这些就是生命感的体现。它不是完美的，就像我们人一样。 ”
对他和李彦衡而言，人机交互不应止步于让机器完成任务，更在于探索如何让机器人以更具生命感的方式进入人的生活 。
但 生命感需要物理载体，而物理载体受物理定律约束。让一个充气机器人在空中维持 “ 活着 ” 的状态，远比想象中困难。
1 升氦气， 1 克升力
标准大气压下， 1 升氦气只能提供约 1 克净升力。想加一个 10 克的摄像头，就需要多 10 升的气囊体积。更大的气囊意味着更大的空气阻力，需要更强的推进力，需要更大的电池，电池更重又需要更大的气囊。论文将这种循环称为 “ 浮力 - 质量循环 ” （ Buoyancy-Mass Cycle ），一个牵一发动全身的级联约束。
“ 你想让它更智能、性能更好，但又没法加很重的设备， ” 徐铭阳说， “ 它没法 做到完美，能找到最佳平衡点，就需要非常多的探索和努力。 ”
他们的参照系是德国 Festo 公司的飞行企鹅和飞行鱼，早期浮空机器人的标志性作品，但体积巨大， 企鹅接近 4 米长，翼展 2 米 。徐铭阳曾专门去迪拜未来博物馆看过飞行企鹅实物， “ 非常巨型，在普通室内空间根本飞不了 ” 。他们的核心工程目标之一，是把机器人做小到能穿过门框。 “ 能穿过门框，室内交互才成为可能。 ”
经过多代迭代，他们的 Cuddle-Fish （飞飞鱼）原型已经比最初版本小了很多。它使用氦气囊体配合扑翼推进，翅膀由 3 克微型舵机驱动，对称 扑翼提供前进动力，差速扑翼控制方向。
论文中基于这个平台演示了七个概念验证场景： SFR 在设定时间缓缓降落到用户身上实现 “ 轻柔唤醒 ” 、降落在大腿上充当近乎无重量的 “ 阅读支撑 ” 、飘过来轻拍肩膀提醒久坐的用户站起来活动、在音乐中同步扑翼频率与节拍成为 “ 舞蹈伴侣 ” 。