3D printani roboti mogu se ohladiti znojenjem

Istraživači sa sveučilišta Cornell prikazali su tehnologiju kojom mogu regulirati temperaturu robota na način kako to čini i ljudsko tijelo – izbacivanjem tekućine u obliku "znoja"

Sandro Vrbanus utorak, 4. veljače 2020. u 16:14

Upravljanje temperaturom kod strojeva svih vrsta i oblika jedan je od većih izazova, pogotovo kod sklopova koji moraju bez prestanka raditi kroz duža vremenska razdoblja. Na američkom sveučilištu Cornell odlučili su se pozabaviti ovom tematikom na primjeru robotske ruke koja je pogonjena snažnim elektromotorima – a koji, dakako, emitiraju veću količinu topline dok su u pogonu.

Rješenje problema hlađenja vidjeli su u načinu funkcioniranja ljudskog tijela kada je pregrijano, točnije u znojenju. Roboti danas mogu biti izrađeni od najrazličitijih materijala, a kada su fleksibilni, obično su izrađeni od polimera ili raznih plastičnih materijala. Svi oni su bolji izolatori od metala, pa samim time otežavaju rasipanje topline i uzrokuju pregrijavanje motora. Unutar robota obično nema mjesta za sustav zračnog hlađenja, pa je ekipa s Cornella u njih ugradila vodeno hlađenje.

Robotski znoj

Vođeni biološkim principima hlađenja i uz pomoć 3D pisača izradili su robotsku ruku od posebne smole, izrađene od nanočestica i polimera koji im skupa omogućavaju kontrolu protoka tekućine kroz samu strukturu. Na ovaj način dobili su materijal koji funkcionira poput "pametne spužve". Kao takav, polimer reagira na povišenu temperaturu, a kada ona prijeđe 30°C materijal se stišće i izbacuje iz sebe rashladnu tekućinu.

Ista temperatura aktivira i pore u površinskom sloju, koje se otvaraju i ispuštaju tekućinu kako bi se robot ohladio. Ovakvo isparavanje ili "znojenje" može ohladiti robota na sa spomenutih 30 na 21°C u samo 30 sekundi – što je, kažu, tri puta efikasnije nego kod ljudi. Još je bolje što je mogućnost hlađenja ugrađena u sam materijal, pa nije potrebno dodavati mu senzore ili druge komponente koji bi regulirali hlađenje.

Negativne strane ove inovacije uključuju potrebu za dotokom svježe rashladne tekućine i utjecaj ovog polimera na pokretljivost robota, ali očekuje se da i to u budućnosti bude riješeno.