对于全球数百万因身体原因行动不便的成年人而言，独立进食曾是难以实现的愿望。传统辅助进食机器人依赖人类使用的餐具，在面对多样化食物时，常因无法精准控制戳、舀、拧等动作，导致食物滑落，难以满足用户需求。这一困境促使科研人员重新思考：是否该跳出“让算法适应人类工具”的框架，为机器人设计专用餐具？
弗吉尼亚理工大学与康奈尔大学的研究团队给出了创新答案——Kiri-Spoon。这款结合传统勺子外形与软体机器人性能的餐具，灵感源自日本“切纸（Kirigami）”艺术。其勺面由可变形的“切纸”结构组成：静止时呈扁平状，驱动后2D薄片迅速屈曲，形成可变曲率的3D碗状结构，如同张开双臂“拥抱”食物。这种包裹式抓取机制，让机器人无需复杂计算，只需将勺子移至食物上方并驱动“闭合”，即可稳稳包裹食物；运送时“碗”结构防止滑落，送至嘴边释放驱动力后，勺子恢复扁平形态，方便用户进食。
为确保Kiri-Spoon兼顾功能与用户体验，团队采用“利益相关者驱动”设计流程，与护理人员、职业治疗师及弗吉尼亚The Virginia Home社区的残障人士深入合作。通过多轮访谈与测试，团队不断优化设计：针对初期勺柄连接环刚性导致用餐不适的问题，最终采用镍钛合金（记忆金属）柔性环，外裹食品级柔软材料，既提升舒适度，又能弯曲适应不同餐具轮廓。最终成型的Kiri-Spoon由三部分组成：食品级TPU材料制成的可更换切纸勺片、支撑勺片的柔性环，以及控制勺片曲率变化的1自由度线性驱动器。其模块化设计允许用户根据食物类型或个人偏好更换勺片，且装置可清洗、符合食品安全标准。
实验环节，研究团队通过全自动食物获取测试与真实场景体验，验证了Kiri-Spoon的实用性。在全自动测试中，搭载Kiri-Spoon的Franka Emika机械臂与使用传统餐具的机械臂对比，抓取圆形或小颗粒食物（如胡萝卜、圣女果、豌豆）时，Kiri-Spoon成功率超80%；处理柔软湿滑食物（如豆腐、果冻）时优势显著，因其能完全包裹食物，而传统勺子易导致滑落。传统叉子需根据食物硬度调整“下叉”角度，Kiri-Spoon则可在固定角度完成所有抓取任务，大幅简化机器人控制算法。不过，它对扁平紧贴盘底的食物（如生菜叶）抓取效果有限。
真实场景测试中，团队将Kiri-Spoon安装在市售辅助进食设备Obi上，邀请4位残障人士与设备标配的传统勺子对比体验。客观数据显示，处理罐头橘子（湿滑）和通心粉（粘稠）时，Kiri-Spoon成功率略高；主观反馈中，用户虽认为传统勺子更熟悉，但普遍认为Kiri-Spoon“获取食物更可靠”“送食更牢固”，一位参与者评价其“盛取食物更安稳”，证明设计切实解决了用户核心痛点。
为进一步厘清“机械智能”与“算法智能”的贡献，团队招募16名无行动障碍者进行“2x2”实验，体验四种组合：传统餐具+手动遥控、传统餐具+自主算法、Kiri-Spoon+手动遥控、Kiri-Spoon+自主算法。结果显示，“Kiri-Spoon+自主算法”组合表现最佳，尝试次数最少、获取食物量最多；令人意外的是，手动控制的Kiri-Spoon表现也优于自主算法控制的传统餐具，证明设计优良的物理工具能从根本上降低任务难度，其提升效果甚至超过算法优化。主观偏好上，16人中有10人明确选择Kiri-Spoon，认为其“功能全面、处理食物出色，灵活性让取食更简单直观”。
