科學家研發出會“流汗”的柔性機器人抓手以防止其過熱
據外媒The Verge報導,科學家近日已研發出會“流汗”的柔性機器人抓手。這專為應對長時間運行可能導致機器人過熱及其性能下降的場景而設計,這種三指抓手通過借用人類最大的特性之一:“汗腺”來防止過熱。
機器人抓手的設計師之一、材料科學家TJ Wallin對記者說道:“出汗的能力是人類最顯著的特徵之一。我們不是行動最快的動物,但早期的人類在成為持久的狩獵者方面取得了成功,我們利用出汗的能力奔跑並保持冷靜,以“物理消耗獵物”。
指狀件內部的中空加壓儲水池充滿水,並通過熱反應性塑料製成的管道連接到地面。當塑料達到一定溫度時,孔打開,水被推到表面。在那兒,它蒸發後的冷卻效果是動物界中出汗最多的野獸的兩倍以上。有關抓手性能的詳細信息已於週三發佈在《Science Robotics》上的一篇論文中。
大多數機器人都是用金屬製成的,金屬是極好的導體,因此本身就能很好地散發熱量。但是,這種柔性機器人是由橡膠製成的,它是一種很好的絕緣體,專門用於諸如醫療手術和水果包裝等精細任務。如果柔性機器人變得司空見慣,那麼它們將需要自己的方式來防止過熱。
“流汗”還有其他好處。通過將“汗腺”裝入機器人,用戶可以將其冷卻到低於周圍溫度的溫度,這是使用風扇等環境冷卻無法實現的。這也意味著機器人可以獨立運行,在沒有外部冷卻劑的地方保持自身冷卻。抓手的創造者、來自康奈爾大學和意大利理工學院的科學家表示,這對於設計不受束縛的機器人可能至關重要。
康奈爾大學Sibley機械與航空航天工程學院副教授、該研究的共同作者Robert Shepherd說道:“我們相信,[這]是通用,自適應且持久的機器人的基本構成要素。”Shepherd還指出,“汗腺”在將來可能有雙重用途。除了釋放水進行冷卻外,它們還可以從機器周圍吸收液體進行分析,類似於太空漫遊者如何在遙遠的行星上收集土壤樣本。
然而目前這種抓手仍存在缺點。一是需要補充液體供應。但是到目前為止,最大的問題是出汗會導致助手自身的性能問題:例如對摩擦的影響。目前科學家試圖通過對助手性能最佳的溫度範圍進行建模,並引導機器人少量“出汗”以保持在該區域內,來彌補這一不足。