3D打印的流汗机器人肌肉

就好像机器人康奈尔大学的研究人员发明了一种柔软的机器人可以通过出汗来调节其温度的肌肉。

根据Rob Shepherd，Lever of Lead，机械和航空航天工程副教授，这种形式的热管理是一种基本的构建块，可以长时间运行，长时间运行，在没有过热的情况下在没有过热的情况下。

该论文的资深作者谢博德表示，制造经久耐用、适应性强、灵活的机器人的障碍之一是管理机器人的内部温度。为机器人提供动力的高扭矩密度电机和放热发动机如果过热，机器人将停止运行。

这是软机器人的特殊问题，它由合成材料制成。虽然更灵活，但它们与金属不同，它们与金属不同，迅速消散热量。内部冷却技术，如风扇，可能没有很大的帮助，因为它会在机器人内部占用空间并加重。

因此，牧羊犬的团队从哺乳动物中存在的天然冷却系统中获取灵感：出汗。

“出汗的能力是人类最着名的特征之一，”联合领导作者T.J表示。沃林，Facebook现实实验室的研究科学家。“出汗利用蒸发的水分损失来快速消散热量，可以冷却到环境温度以下。......因此，如往往的情况，生物学为我们作为工程师提供了一个优秀的指南。“

牧羊犬的团队与沃尔特R.阅读了工程教授的伊曼纽尔·威尼斯的实验室合作，创造了必要的纳米聚合物材料通过一个新利18官方这种技术被称为多材料立体光刻，它利用光线将树脂固化成预先设计好的形状。

“Our contribution is the making of mixtures of nanoparticles and polymeric materials that basically allow us to control the viscosity, or flow, of these fluids,” said Giannelis, also Cornell’s vice provost for research and vice president for technology transfer, intellectual property and research policy.

研究人员制造了由两个手指组成的手指状驱动器水凝胶这种材料既能保持水分又能对温度做出反应——实际上就是“智能”海绵。底层由聚n-异丙基丙烯酰胺组成，当温度超过30摄氏度(86华氏度)时，它会收缩，将水挤压到聚丙烯酰胺的顶层，该层上有微米大小的孔洞。这些毛孔对相同的温度范围很敏感，会自动扩张以释放“汗液”，然后当温度降到30摄氏度以下时关闭。

研究人员发现，这些水的蒸发会在30秒内将驱动器表面温度降低21摄氏度，这一冷却过程的效率大约是人类的三倍。当接触到风扇的风时，执行器的冷却速度大约是风扇的六倍。

“这种合成策略的最佳部分是热调节性能是基于材料本身，”沃林说。“我们不需要传感器或控制汗水率的其他组件。当局部温度高于过渡时，毛孔将简单地打开和关闭。“

该团队将执行器手指注入一个可以抓住和抬起物体的机器人手，并且他们意识到自主出汗不仅冷却了手，而且还降低了物体的温度。虽然润滑可以使机器人手滑湿，但牧羊人说，对水凝胶纹理的修改可以通过改善手的抓地力来补偿，就像皮肤中的皱纹一样。

该技术的一个缺点是它可以妨碍机器人的移动性。还需要机器人补充他们的供水，这使得牧羊人能够设想柔软的机器人，这些软机会不仅会像哺乳动物一样出汗，而且也像它们一样饮用。

研究人员写道，机器人分泌流体分泌流体的能力也可能导致吸收营养素，催化反应，除去污染物并用保护层涂覆机器人表面的方法。

谢泼德说:“我认为，未来制造这些更类似生物的材料和机器人将依赖于材料的组成。”“这让我们意识到在这个领域进行多学科研究的重要性，在这个领域，没有任何一个团体能够解答所有的问题。”

本文发表在科学机器人．