日本机器人会“流汗” 功能接近人类
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不知道大家是否了解美国大名鼎鼎的大狗机器人,不过很遗憾,还没开始服役,大狗机器人就被美军放弃了,原因是噪音过大,太容易暴露自己和士兵的位置,成为活靶子。
(美国开发的大狗机器人)
其实,除了噪音过大,困扰机器人研发领域的另一大难题,就是智能部件散热问题。尤其是"大狗"或者"Altas"这种超智能机器人的电机众多、机械构造极其复杂、能量消耗大的高级拟物/人机器人发热量往往是我们平时所接触电子产品的上百甚至上万倍。
现在这个问题似乎有了解决方案。在最近的世界机器人大会上,日本JSK实验室的研究人员展示了一个好办法--让机器人出汗。是的就是和人一样,出汗散热。像人类一样,机器人长期工作后会产生大量热量,这不仅增加会给机器人系统带来压力,同时还会在机器人充电前限制了它们的活动时间。 而人类能成为优秀长跑运动员的其中一个原因是具有出汗能力,汗水的蒸发有助于冷却我们的身体。现在日本东京大学的JSK实验室决定借鉴这种行为来尝试提高机器人的性能,他们制作了一个可以装水的金属框架,当机器人在运动时水可以渗出。这项研究获得了 IROS 2016 - Best Application Paper Award (2016年度最佳应用奖)
(JSK实验室研发机器人所使用的流汗金属)
连他们自家的机器人--Kengoro都亮瞎眼了。
(一双充满好奇心和洪荒之力的大眼睛)
Kengoro身高170厘米。体重56KG,完全的人形机器人,骨骼架构以及那几条黑乎乎的健硕"股四头肌"……这些类人骨骼架构和"肌肉"可不只是用来看看的,他们真的很"人类"。
(Kengoro结构图)
除了众多的液压传动结构、电路系统、控制器,Kengoro还有108个电机,能够实现114个方位的动作。而之前轰动全球的谷歌Altas机器人,也只有28个方位的动作喔!
(传感功能)
下来我们看看这个机器人都有什么功能?
作一个俯卧撑,要用上几乎所有的自由度。
(任意自由度模拟人类俯卧撑)
这是一种被动式的降温方式,相对水冷设备还不尽如人意,但比起风冷,是风冷效果的三倍!这种“排汗”的耗水量,与人类一样,一杯水可以运作半天。看到这些带细密毛孔的材料是Kengoro所使用的骨架材料,因为没有皮肤,所以散热毛孔就做在了这些与电机相连的金属骨架上。
这些骨架是由3D打印的铝合金制成,原料则是被激光烧结过的铝粉,冷却后,就会形成密度不易的毛孔骨架。
散热原理图
这种“汗水”冷却法采用的“汗腺”系统比传统的主动冷却占用更少的空间。传统的主动冷却系统包括了散热器、管道和风扇系统等。从散热效果测试来看,这种被动散热方式虽然还是比不上风扇和水冷方式,但优点是成本更低,也不会让机器人有额外的重量负担和造型挑战。
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