Исследователи из Корнелльского университета создали мягкую мышцу робота, которая может регулировать свою температуру посредством потоотделения.
Доклад группы «Автономное потоотделение в 3D-печатных приводах гидрогеля» опубликован в журнале Science Robotics. По словам Роба Шепарда, доцента механического и аэрокосмического машиностроения, который руководил проектом, эта форма терморегулирования является основным блоком, позволяющим роботам высокой мощности работать в течение длительных периодов времени без перегрева.
Способность потеть — одна из самых замечательных черт человека, — говорит соавтор Т. Дж. Валлин, научный сотрудник Facebook Reality Labs. — Потоотделение использует потерю испаренной воды для быстрого отвода тепла и может охлаждаться ниже температуры окружающей среды. Как это часто бывает, биология предоставила нам, инженерам, отличное руководство.
Исследователи использовали 3D-печать, чтобы создать мягкую мышцу робота, которая может регулировать его температуру при потоотделении.
Наш вклад заключается в создании смесей из наночастиц и полимерных материалов, которые в основном позволяют нам контролировать вязкость или поток этих жидкостей, — поясняет Джаннелис, вице-президент университета по передаче технологий, интеллектуальной собственности и исследованиям.
Исследователи изготовили пальцевые приводы, состоящие из двух гидрогелевых материалов, которые могут удерживать воду и реагировать на температуру — по сути, «умные» губки. Базовый слой, изготовленный из поли-N-изопропилакриламида, реагирует на температуру выше 30 ° C путем усадки, которая сжимает воду в верхний слой полиакриламида, который перфорирован с порами микронного размера. Эти поры чувствительны к одному и тому же температурному диапазону и автоматически расширяются для выделения «пота», а затем закрываются, когда температура падает ниже 30 ° C.
Исследователи обнаружили, что испарение этой воды снижает температуру поверхности привода на 21 ° C в течение 30 секунд. Процесс охлаждения примерно в три раза эффективнее, чем у людей. Приводы способны охлаждаться примерно в шесть раз быстрее при воздействии ветра от вентилятора.
Смотрите, как потеет японский человекоподобный робот при физической нагрузке.
