机器人汗水调节温度这是极端条件的关键

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就像机器人无法降温一样，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无约束大功率机器人长时间运行而不会过热的基本构件。

研究团队的论文《3D打印水凝胶致动器的自汗》发表于《科学机器人》。

Shepherd认为，制造耐用、适应性强、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发动机过热，机器人将停止运行。

对于合成材料制成的软机器人来说，这是一个特殊的问题。与金属不同，它们具有更高的柔韧性，但它们可以保持热量，而金属可以快速散热。内部冷却技术(如风扇)可能帮助不大，因为它会占用机器人内部的空间并增加重量。

因此，Shepherd的团队从哺乳动物的自然冷却系统中获得了灵感：出汗。

合著者之一、脸书现实实验室的研究科学家TJ Wallin说：“流汗的能力是人类最显著的特征之一。”出汗利用蒸发的水快速散热，可以冷却到环境温度以下。因此，在正常情况下，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的工程学教授Emmanuel Giannelis合作，通过一种叫做多材料立体光刻的3D打印技术，创造出出汗所需的纳米聚合物材料，这种技术利用光将树脂固化成预先设计好的形状。

研究人员制造了一种由两种水凝胶材料组成的手指状致动器，它可以保持水分并对温度做出反应——实际上，它是一种“智能”海绵。由聚(N-异丙基丙烯酰胺)制成的基层在30摄氏度(86华氏度)以上的温度下发生收缩反应，这将把水挤入具有微米级孔的聚丙烯酰胺顶层。这些孔对相同的温度范围很敏感，会自动膨胀释放“汗液”，然后在温度降至30c以下时关闭。

研究人员发现，这种水的蒸发可以在30秒内将致动器的表面温度降低21摄氏度，这种冷却过程的效率大约是人类的三倍。当暴露在风扇的风中时，致动器的冷却速度大约快六倍。

这项技术的一个缺点是它会阻碍机器人的移动。需要机器人来补充水源，这让Shepherd想象出一种柔软的机器人，有一天它不仅会像哺乳动物一样出汗，还会像哺乳动物一样喝水。

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