Πέμπτη, 30 Ιανουαρίου 2020

Το πρώτο ρομπότ που «ιδρώνει» και αποβάλλει θερμότητα. Scientists build robot hand that can sweat

Ερευνητές από τις ΗΠΑ και την Ιταλία -μεταξύ των οποίων ένας Έλληνας επιστήμονας της διασποράς- δημιούργησαν το πρώτο μαλακό ρομπότ που «ιδρώνει», αποβάλλοντας έτσι θερμότητα από το εσωτερικό του. A Cornell team led by Rob Shepherd, associate professor of mechanical and aerospace engineering, made a 3D-printed hand with hydraulically controlled fingers that can cool itself by sweating. Credit: Cornell University

Η μείωση της θερμοκρασίας είναι ζωτική για τη σταθερότητα και απόδοση ενός ρομπότ. Ο μηχανισμός «εφίδρωσης» είναι εμπνευσμένος από τον αντίστοιχο βιολογικό μηχανισμό που χρησιμοποιούν πολλά ζώα και ο άνθρωπος.

Ο νέος μαλακός ρομποτικός βραχίονας μπορεί μάλιστα να ρίξει τη θερμότητα του τρεις φορές πιο αποτελεσματικά από ό,τι οι άνθρωποι και τα άλογα.

Η «εφίδρωση» θα επιτρέψει στα ρομπότ να δρουν καλύτερα σε ακραία περιβάλλοντα, όπως αντίστοιχα επιτρέπει στους ανθρώπους, για παράδειγμα στους δρομείς και στους κυνηγούς, να εμφανίζουν υψηλές επιδόσεις.

Οι ερευνητές του Πανεπιστημίου Κορνέλ της Νέας Υόρκης, του Εργαστηρίου Facebook Reality και του Ιταλικού Ινστιτούτου Τεχνολογίας στην Πίζα, έκαναν τη σχετική δημοσίευση στο περιοδικό ρομποτικής «Science Robotics».

Shepherd’s team partnered with the lab of Emmanuel Giannelis, the Walter R. Read Professor of Engineering, to create the necessary nanopolymer materials for sweating via a 3D-printing technique called multi-material stereolithography, which uses light to cure resin into predesigned shapes.

Στην ερευνητική ομάδα συμμετείχε ο καθηγητής Εμμανουήλ Γιαννέλης της Πολυτεχνικής Σχολής του Κορνέλ, απόφοιτος του Τμήματος Χημείας του Πανεπιστημίου Αθηνών (1980) και κάτοχος διδακτορικού από το Πολιτειακό Πανεπιστήμιο του Μίσιγκαν (1985).

Researchers have created a robot hand capable of regulating its temperature naturally - by breaking into a sweat. Each finger is made from 'hydrogels' containing about 50% water. At high temperatures, pores within the gel open, causing the hydrogel to 'sweat' and cool the robot down. Researchers hope the technology will improve the endurance of robots operating in hot environments. Credit: Guardian News

Οι επιστήμονες ανέπτυξαν μαλακούς επενεργητές εφίδρωσης, χρησιμοποιώντας στερεολιθογραφία πολλαπλών υλικών, μια τεχνική τρισδιάστατης εκτύπωσης που χρησιμοποιεί φως για να διαμορφώσει τη ρητίνη σε επιθυμητά σχήματα. Οι ειδικοί επενεργητές (actuators) σε σχήμα δαχτύλου είναι φτιαγμένοι από υδρογέλες, υλικά ικανά να διακρατήσουν μεγάλη ποσότητα νερού και να λειτουργήσουν ως «ρεζερβουάρ» θερμότητας.

Σε θερμοκρασίες έως 30 βαθμούς Κελσίου οι μικροσκοπικοί πόροι του επενεργητή παραμένουν κλειστοί, αλλά σε υψηλότερες θερμοκρασίες ανοίγουν και επιτρέπουν στο υγρό (τον «ιδρώτα») να διαρρεύσει εκτός του ρομπότ, πράγμα που κατεβάζει την εσωτερική θερμοκρασία του.

Προς το παρόν, μια αδυναμία του μηχανισμού είναι ότι δεν έχει βρεθεί τρόπος να αντικαθίσταται το νερό (ιδρώτας) σε περίπτωση παρατεταμένης λειτουργίας του ρομπότ, κάτι που οι ερευνητές ελπίζουν να λύσουν στο μέλλον.