科学家研发出会“流汗”的柔性机器人抓手 以防止其过热

据外媒The Verge报道,科学家近日已研发出会“流汗”的柔性机器人抓手 。这专为应对长时间运行可能导致机器人过热及其性能下降的场景而设计,这种三指抓手通过借用人类最大的特性之一:“汗腺”来防止过热。

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机器人抓手的设计师之一、材料科学家TJ Wallin对记者说道:“出汗的能力是人类最显著的特征之一。我们不是行动最快的动物,但早期的人类在成为持久的狩猎者方面取得了成功,我们利用出汗的能力奔跑并保持冷静,以“物理消耗猎物”。

指状件内部的中空加压储水池充满水,并通过热反应性塑料制成的管道连接到地面。当塑料达到一定温度时,孔打开,水被推到表面。在那儿,它蒸发后的冷却效果是动物界中出汗最多的野兽的两倍以上。有关抓手性能的详细信息已于周三发布在《Science Robotics》 上的一篇论文中。

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大多数机器人都是用金属制成的,金属是极好的导体,因此本身就能很好地散发热量。但是,这种柔性机器人是由橡胶制成的,它是一种很好的绝缘体,专门用于诸如医疗手术和水果包装等精细任务。如果柔性机器人变得司空见惯,那么它们将需要自己的方式来防止过热。
“流汗”还有其他好处。通过将“汗腺”装入机器人,用户可以将其冷却到低于周围温度的温度,这是使用风扇等环境冷却无法实现的。这也意味着机器人可以独立运行,在没有外部冷却剂的地方保持自身冷却。抓手的创造者、来自康奈尔大学和意大利理工学院的科学家表示,这对于设计不受束缚的机器人可能至关重要。

康奈尔大学Sibley机械与航空航天工程学院副教授、该研究的共同作者Robert Shepherd说道:“我们相信,[这]是通用,自适应且持久的机器人的基本构成要素。”Shepherd还指出,“汗腺”在将来可能有双重用途。除了释放水进行冷却外,它们还可以从机器周围吸收液体进行分析,类似于太空漫游者如何在遥远的行星上收集土壤样本。

然而目前这种抓手仍存在缺点。一是需要补充液体供应。但是到目前为止,最大的问题是出汗会导致助手自身的性能问题:例如对摩擦的影响。目前科学家试图通过对助手性能最佳的温度范围进行建模,并引导机器人少量“出汗”以保持在该区域内,来弥补这一不足。