17 feb. 1999
1 minuut
Onderzoekers van de Cornell University hebben een zachte robotspier gecreëerd die de temperatuur van de machine kan regelen door zweten. Dit opent nieuwe deuren voor het creëren van krachtige robots die langdurig kunnen werken zonder oververhit te raken.
Het is moeilijk om zachte robots te maken, omdat hun interne temperatuur moeilijk te regelen is. Als motoren met een hoge koppeldichtheid en exotherme motoren oververhit raken, stopt een robot met werken. Dit is een groot probleem voor zachte robotica, waarbij de bots zijn gemaakt van synthetische materialen die warmte vasthouden. Het toevoegen van interne koelingstechnologie als een ventilator is moeilijk, omdat die gewicht toevoegt en ruimte in beslag neemt.
Zweten voert bij mensen snel warmte af en koelt het lichaam tot onder de omgevingstemperatuur. Het team wilde dit fenomeen nabootsen in zachte robots. Daartoe maakte het team een nano-polymeermateriaal dat kan zweten met behulp van multimateriaal stereolithografie.
Het team maakte vingerachtige actuatoren van twee hydrogelmaterialen die water vasthouden en op temperatuur reageren, waardoor een slimme spons ontstaat. De basislaag is gemaakt van poly-N-isopropyl acrylamide. Dit materiaal krimpt bij blootstelling aan temperaturen boven 30° C. De krimpende beweging perst koelwater naar de bovenste laag polyacrylamide. Deze laag is geperforeerd met gemicroniseerde poriën die gevoelig zijn voor temperatuur en automatisch verwijden om zweet vrij te maken. De poriën sluiten zodra de temperatuur onder 30° C daalt.
Verdamping van water verlaagt de oppervlaktetemperatuur van de actuator binnen 30 seconden met 21° C. Dit is drie keer efficiënter dan menselijke zelfkoeling en zes keer sneller dan het koelen van een robot met een ventilator. Om het systeem te laten werken, moet de robot het water kunnen bijvullen. Onderzoekers zeggen dat een oplossing zou zijn om de robots in staat te stellen om water te drinken.
Anderen lazen ook
