Новые потеющие роботы охлаждаются быстрее, чем люди

Тесты показали, что благодаря системе потоотделения охлаждается не только роборука, но и объект, с которым она взаимодействует.

Тесты показали, что благодаря системе потоотделения охлаждается не только роборука, но и объект, с которым она взаимодействует.
Фото Cornell University.

Международная группа учёных представила мягкую роботизированную руку, которая регулирует свой теплообмен посредством потоотделения.

По мнению инженеров, эта способность повысит выносливость мягких роботов: они смогут работать без перегрева дольше, в том числе в экстремальных условиях.

Поясним, что мягкие роботы из синтетических материалов гораздо хуже избавляются от тепла, чем их "коллеги" из металла (последний, напомним, хорошо проводит тепло). При этом из-за перегрева устройство быстрее выходит из строя. Система охлаждения, конечно, может решить эту проблему, но тогда робот станет сложнее и к тому же прибавит в весе.

Поэтому исследователи обратили внимание на естественную систему охлаждения, которой наделено большинство млекопитающих, и попробовали воспроизвести её при создании мягкой робомышцы.

Из полимерных материалов с примесями наночастиц команда напечатала роботизированные пальцы. Для этого учёные прибегли к многокомпонентной стереолитографии. Суть технологии состоит в том, что гидрогелевые материалы затвердевают в заданной форме под действием света.

Базовым материалом стал поли-N-изопропилакриламид, а сверху на него учёные нанесли пористый слой полиакриламида.

Первый реагирует на температуру выше 30 градусов по Цельсию путём усадки: он выжимает воду в верхний слой, имеющий микрометровые поры.

Последние чувствительны к тому же температурному диапазону и автоматически расширяются для выделения "пота". Когда же температура падает ниже 30 градусов, поры закрываются.

Тесты показали, что испарение влаги снижает температуру поверхности робопальцев на 21 градус по Цельсию в течениевсего 30 секунд. Таким образом, процесс охлаждения происходит примерно в три раза эффективнее, чем у людей.

На следующем этапе команда объединила пальцы в манипулятор, способный захватывать и поднимать объекты. Испытания показали, что благодаря системе потоотделения охлаждаются не только сами робопальцы, но и объект, с которым они взаимодействуют.

Впрочем, есть несколько нюансов. Во-первых, из-за выделения пота роборука становится скользкой. Поэтому специалисты исследуют разные текстуры, которые помогут улучшить сцепление с объектом.

Во-вторых, постоянно потеющим роботам нужно как-то пополнять запас воды. Получается, в будущем инженеры должны будут создать мягкие машины, которые будут не только потеть, подобно млекопитающим, но и "пить".

Подробнее о потеющих роботах рассказывается в статье, представленной в журнале Science Robotics.

Кстати, ранее "Вести.Наука" писали о биороботах с настоящей нервной и мышечной тканью и о резиновом компьютере для управления мягкими роботами.