日本科学家用3D打印开发出会排汗的人形机器人Kengoro

发表于 2016-10-17 15:39:00 显示全部楼层 0 8457

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众所周知,人类感觉到热的时候就会出汗,这是为了让我们的肌肉冷却下来避免过热。当我们出汗时,汗水从我们的身体排出,热量也随之散失,这样就使我们的体温不至于升高,并能够继续进行正常的活动。

日本科学家用3D打印开发出会排汗的机器人

日本科学家用3D打印开发出会排汗的机器人

而实际上,机器人在电机负荷过大的时候也会过热。当然,不只是机器人了,几乎所有动力设备在持续高负荷运转的时候都会出现过热的情况。工程师有很多种办法可以解决这一问题,比如使用散热器、风扇等。但是对于人形机器人来说,所有这些冷却解决方案都意味着占用其体内宝贵的空间,并增加更多的重量。

本周在IEEE/RSJ智能机器人和系统国际会议(IROS)上,日本研究人员提出了一种全新的理念。他们认为用来冷却人形机器人的一种更好的办法是通过设计让它能够像人类一样出汗。

为此,这些研究人员展示了他们开发的Kengoro——一台拥有3D打印框架的人形机器人——来证明他们的理论。

日本科学家用3D打印开发出会排汗的机器人

日本科学家用3D打印开发出会排汗的机器人

“通常情况下,机器人的框架仅用于提供支撑。”该研究的主要作者Toyotaka Kozuki。“我们的想法是给该框架增添更多的功能,用它来传送水,放出热量,同时也提供支撑力。”

据天工社了解,这台人形机器人是由日本东京大学JSK实验室的团队打造的,它的身高有1.7米,重量56公斤,身上安装了108个马达,但是没有任何空间可以放置常规冷却系统。研究人员需要一种更加高效,而且更轻的替代方法。

为此他们想到了使用Kengoro的现有部件来创建有效的冷却系统的主意。于是,他们决定使用机器人的金属框架,并尝试使用一种“被动技术”,即允许水像汗一样流出框架。

日本科学家用3D打印开发出会排汗的机器人

日本科学家用3D打印开发出会排汗的机器人

为了实现这种想法,并且避免水溅得到处都是,研究团队选择使用金属3D打印技术——选择性激光烧结(SLS)——来打造Kengoro的铝质框架。

具体来说,研究人员使用的是一种可以修改激光能量密度的激光烧结技术,这样就能够改变他们使用的金属的渗透性能。这样,通过激光烧结,他们可以为Kengoro制造出兼具低渗透性和高渗透性区域的结构。

日本科学家用3D打印开发出会排汗的机器人

日本科学家用3D打印开发出会排汗的机器人
激光烧结的框架,表面有许多孔隙

据悉,这台人形机器人结构的高渗透区域会有很多小间隙和小通道供水流出去,同时其它区域的渗透率则比较低。于是,制造完成后,Kengoro的铝质骨头负责运输水,而靠近机器人框架表面的多孔层会让水蒸发出去,实现了降温。

日本科学家用3D打印开发出会排汗的机器人

日本科学家用3D打印开发出会排汗的机器人
机器人的汗腺

这样,配备了排汗系统的人形机器人Kengoro可以更长时间处于活动状态而不至于过热。为了展示它的能力,研究人员让它连续做了11分钟的俯卧撑而安然无恙。据称一杯去离子水就可使Kengoro运行半天不过热。

(编译自IEEE Spectrum)来源:天工社
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