為了給機器人散熱 康奈爾大學研發了能排汗的機器人

天極網 發佈 2020-02-02T07:53:39+00:00

RobShepherd和他的研究小組表示:「排汗能力是人類最顯著的特徵之一,將其用在機器人身上,便可藉助排汗的方式來蒸發掉水分,從而帶走熱量。因此,在通常情況下,生物學為我們提供了極好的指導。」

與大多數電子產品一樣,機器人也需要通過散熱來保持穩定的運行。但與電腦此類產品不同,並不是每款機器人都會在內部配備風扇這類器件。因此康奈爾大學的研究人員研發了一種特殊材質的機器人手掌,該手掌能夠以「分泌汗液」的方式,來控制機器內部的溫度。

這款機器人手掌最特殊的地方便在於材質,或許一提到機器人產品,很多人腦中便會浮現出波士頓動力的機器狗以及大多外表「牢固」的產品,但該手掌卻是以柔軟的材質製成。研究人員通過3D列印技術,將兩種水凝膠通過樹脂光固化3D印表機列印而出。

當外界溫度高於30°C時,聚N-異丙基丙烯醯胺獨特的化學結構會發生改變,由均相體系轉變成非均相體系,化學交聯的PNIPAM水凝膠當升溫至32℃左右時體積驟然收縮。同時也得益於其的特質,在大分子鏈上具備了良好的親水性和疏水性。這也是為何多數化學傳感器會選擇這一材料的主要原因。

對於這款機器人而言,當溫度達到30°C時,聚N-異丙基丙烯醯胺的基礎層會收縮,從而將水通過「毛孔」排出「體外」。

Rob Shepherd和他的研究小組表示:「排汗能力是人類最顯著的特徵之一,將其用在機器人身上,便可藉助排汗的方式來蒸發掉水分,從而帶走熱量。因此,在通常情況下,生物學為我們提供了極好的指導。」

據了解,通過「排汗」這一功能,使這個機器人能夠在30秒內,迅速將表面溫度降低至21°C,相反當溫度降至30°C以下時,材料的氣孔便會關閉,從而對整體溫度做到有效調節。

但這種方法目前也存在一些缺陷,比如,排汗出現的濕滑問題,可能會使手中的物體發生滑落,儘管更改上層的紋理可以在這方面有所緩解,但卻會讓表現變得褶皺。此外,目前這款機器人需要定期供水,以補充蒸發掉的水份。儘管研究人員認為,未來的機器人可以自己喝水,甚至會吸收空氣中的水分並將其儲存使用,但目前這一技術仍存在很大的挑戰。

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