机器人汗水调节温度 这是极端条件的关键

刚好好像机器人无法冷却时，康奈尔大学的研究人员创造了一种柔软的机器人肌肉，可以通过出汗来调节温度。

负责该项目的康奈尔大学机械与航空航天工程副教授罗布·谢泼德(Rob Shepherd)表示，这种形式的热管理是使不受束缚的高功率机器人能够长时间运行而不会过热的基本构建模块。

研究小组的论文“ 3D打印水凝胶致动器的自主排汗”发表在《科学机器人》上。

Shepherd认为，制造持久，适应性强和敏捷的机器人的障碍之一是管理机器人的内部温度。如果为机器人提供动力的高扭矩密度电机和放热引擎过热，则机器人将停止运行。

对于由合成材料制成的软机器人来说，这是一个特别的问题。与金属不同，它们具有更高的柔韧性，但可以保持热量，而金属却可以迅速散热。内部冷却技术(例如风扇)可能没有太大帮助，因为它会占用机器人内部的空间并增加重量。

因此，Shepherd的团队从哺乳动物中存在的自然冷却系统中汲取了灵感：出汗。

共同主要作者，Facebook Reality Labs的研究科学家TJ Wallin表示：“出汗的能力是人类最显着的特征之一。“出汗利用蒸发掉的水分迅速散发热量，并且可以冷却到周围环境温度以下。因此，在通常情况下，生物学为我们作为工程师提供了极好的指导。”

Shepherd的团队与康奈尔大学工程学教授Emmanuel Giannelis的实验室合作，通过一种称为多材料立体光刻的3D打印技术来创建出汗所需的纳米聚合物材料，该技术使用光将树脂固化为预先设计的形状。

研究人员制造了由两种水凝胶材料组成的手指状致动器，它们可以保留水并响应温度-实际上是“智能”海绵。由聚N-异丙基丙烯酰胺制成的基础层通过收缩反应到30摄氏度(86华氏度)以上的温度，这会将水挤压成聚丙烯酰胺顶层，并在其上开有微米级的孔。这些孔对相同温度范围敏感，并会自动膨胀以释放“汗液”，然后在温度降至30 C以下时关闭。

研究人员发现，这种水的蒸发可在30秒内将执行器的表面温度降低21摄氏度，这种冷却过程的效率约为人类的三倍。当暴露在风扇的风中时，执行器的冷却速度大约快六倍。

该技术的一个缺点是它会阻碍机器人的移动性。还需要机器人补充水的供应，这使Shepherd设想了一种软机器人，有朝一日不仅像哺乳动物一样出汗，而且也像哺乳动物一样喝水。