3D打印的金屬骨骼幫助日本機器人散熱
如今機器人并不新奇,然而新奇的是,它竟然會出汗。一個名叫Kengoro的日本機器人全身裝載了108個電動機,能夠做包括俯臥撐在內的很多動作,因此機身會加載過熱,威脅系統的正常運轉。一位開發者想出了一個完美的解決方案:在Kengoro 3D打印的骨骼里安裝了人造血管,并利用去離子水來冷卻電動機。
這個突破性進展來自于東京大學實驗室,研究團隊由Masayuku Inaba教授帶領。并且這項成果出現在韓國大田市舉辦的2016年IROS國際會議上。
研發者解釋說,系統過熱是如今所有機器人面臨的問題。盡管現在出現了風扇系統散熱等解決方案,然而效率底下,成本也太高。研究團隊想到,人類會通過排汗的方式來自我冷卻,也可以讓機器人模仿人類的身體機能,讓去離子水從機器骨骼上蒸發,從而釋放熱量。實驗的結果非常令人滿意,Kengoro連續做了11分鐘的俯臥撐也沒有出現電機過熱問題。
除了讓機器人能夠正常散熱以外,這次實驗方案在減輕機器人的重量上也非常令人滿意。機器人高1.7米,重56kg,在加入排汗冷卻系統后,并沒有增加Kengoro額外的重量。
與傳統的液態水在機器人體內流動不同,這項技術讓去離子水直接從骨骼架蒸發,因而給人感覺是Kengoro在“出汗”。之所以能達到這樣的出汗效果,歸功于Kengoro的鋁制骨架材料,由3D打印技術制成。因為不同的密度會有不同的液體滲透性,利用3D打印技術,研究團隊能夠自由控制材料的密度,在機器人的不同區域分配不同的密度,以保證去離子水能夠通過這些微小的孔道滲透出來。
Kengoro現在只需要一杯去離子水作為“燃料”就能跑上一整天。更進一步的實驗結果表明,這種冷卻技術的效率比空氣冷卻提高了三倍,遠遠好于內部水循環系統的散熱效率。除此之外,這種3D打印的骨骼讓Kengoro更輕、更靈活。研發者Toyotaka Kozuki說:“傳統觀念認為機器人的骨骼只是用來承受重量,然而我們的理念是讓骨骼擁有更多的功能,讓它在運輸液體、釋放能量的同時,保證它支撐重量時的穩定性?!保▉碓矗耗蠘O熊)