研究人員開發了一種3D打印的柔軟機器人肌肉
時間:2020-01-31 09:58 來源:中國3D打印網 作者:中國3D打印網 閱讀:次
中國3D打印網1月31日訊,紐約州伊薩卡市康奈爾大學的研究人員開發了一種3D打印的柔軟機器人肌肉,該肌肉可以通過排汗來控制其內部溫度。使用基于水凝膠的復合樹脂和立體平版印刷術(SLA),生產出可以保留水并響應溫度的柔軟的手指狀致動器。根據機械和航空航天工程副教授羅伯特·謝潑德(Robert Shepherd)的說法,這種受生物啟發的熱管理形式可以使不受束縛的機器人運行更長的時間。
T.J.說:“出汗利用蒸發掉的水分迅速散發熱量,并可以冷卻到周圍環境溫度。” Wallin是Facebook Reality Labs的研究科學家,也是該研究的第一作者,該論文發表在《科學機器人》上。 “通常,生物學為我們工程師提供了極好的指導。”

一種3D打印的柔軟機器人肌肉,可以通過出汗調節溫度。剪輯通過康奈爾大學
“汗流浹背”
正如負責該項目的Shepard教授所說,由于放熱式發動機趨于過熱,制造耐用,敏捷,柔軟的機器人的障礙之一是控制其內部溫度。此外,在軟機器人中使用的合成材料會保持熱量,而金屬會迅速散發熱量。在那里,研究人員尋求制造一種自然的冷卻系統,該系統不會增加重量或限制軟機器人的設計。定制的水凝膠復合樹脂被用于增材制造手指流體彈性體執行器,該執行器具有根據熱波動而自動打開和關閉的孔。孔在升高的溫度下膨脹,釋放出水,冷卻速度比類似的無汗裝置快600%以上。 Wallin說:“這種合成策略的最好部分是,熱調節性能取決于材料本身。我們不需要傳感器或其他組件來控制出汗率。當當地溫度升至轉變溫度以上時,毛孔會自行打開和關閉。”

一種3D打印的柔軟機器人肌肉,可以通過出汗調節溫度。圖片來自康奈爾大學。
自冷卻機器人
T.J.說:“出汗利用蒸發掉的水分迅速散發熱量,并可以冷卻到周圍環境溫度。” Wallin是Facebook Reality Labs的研究科學家,也是該研究的第一作者,該論文發表在《科學機器人》上。 “通常,生物學為我們工程師提供了極好的指導。”

一種3D打印的柔軟機器人肌肉,可以通過出汗調節溫度。剪輯通過康奈爾大學
“汗流浹背”
正如負責該項目的Shepard教授所說,由于放熱式發動機趨于過熱,制造耐用,敏捷,柔軟的機器人的障礙之一是控制其內部溫度。此外,在軟機器人中使用的合成材料會保持熱量,而金屬會迅速散發熱量。在那里,研究人員尋求制造一種自然的冷卻系統,該系統不會增加重量或限制軟機器人的設計。定制的水凝膠復合樹脂被用于增材制造手指流體彈性體執行器,該執行器具有根據熱波動而自動打開和關閉的孔。孔在升高的溫度下膨脹,釋放出水,冷卻速度比類似的無汗裝置快600%以上。 Wallin說:“這種合成策略的最好部分是,熱調節性能取決于材料本身。我們不需要傳感器或其他組件來控制出汗率。當當地溫度升至轉變溫度以上時,毛孔會自行打開和關閉。”

一種3D打印的柔軟機器人肌肉,可以通過出汗調節溫度。圖片來自康奈爾大學。
自冷卻機器人
經過幾次抓地力測試,研究人員發現自動發汗阻止了機器人的過熱,但是,機器人的表面確實很滑。因此,將對水凝膠質地進行修飾。此外,機器人分泌液體的能力還可能導致吸收營養,催化反應和清除污染物的方法。
中國3D打印網點評:我們認為制造這些具有更多生物相似性的材料和機器人的未來將取決于材料的組成,這提出了一個關于跨學科研究在這一領域的重要性的觀點,在這一領域中,實際上沒有人能提供所有答案。
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