【科研突破】東京大學團隊讓機械人學會流汗散熱，提高續航力

By cherry.liu on 15 Oct 2016

機械人雖然是個機器，但是跟人一樣都會出現過勞情況。機械人的過勞也就是過熱。如果人類處於過熱的環境下身體就會自動排汗。機械人也有風扇、散熱器等儀器幫助機械人散熱，而在最近的IEE國際會議（IEE International Conference on Intelligent Robots and Systems）中，一隊來自日本的團隊就發表了一個更有效的機械人散熱方法：讓他們在骨骼中排出汗水。

Photo from University of Tokyo

由稻葉雅幸教授（Masayuki Inaba）所主領的東京大學JSK實驗室團隊宣佈正研究在他們一部1.7米高、56公斤重的肌肉骨骼機械人Kengoro上加上排汗散熱系統。由於Kengoro的結構已經充滿著肌肉零件、電路板、108個馬達等零件，於是再也沒有空間添置一條條喉管的水冷卻系統。於是研究人員就想到用機械人的骨骼化成一個冷卻系統。

有別於在機械人中的骨骼放進散熱管道，研究人員嘗試了一種比較被動的技術，讓水從機械人馬達附近的框架中滲出，冷卻機械人。換言之，機械人透過流汗散熱。

Photo from University of Tokyo

Kengoro的框架由鋁粉激光燒結而成，這是一種能在金屬中印出複雜結構的技術。這個概念和3D打印雷同的技術容許人員透過調整製造過程中的激光，造出不同滲透性的金屬。低滲透性的金屬就像一塊鋁塊；高滲透性的金屬就有著一個像海綿的結構。人員就利用了這種技術，造出了可以嵌入微通道（microchannel）的框架。有了這種框架，接下來就要想辦法讓機械人流汗。透過激光燒結法，機械人能把水分從内部的多孔層流到接近框架表面的多孔層，最後蒸發。

既然會流汗，那麽Kengoro也要像人類一樣補充水分。Kengoro只需要約一杯分量的去離子水（deionized wter）就連續使用約半天時間。研究團隊的測試更指出，這種流汗散熱法比傳統的空氣散熱有效3倍之餘，更比一般的水冷系統有效。不過，傳統的散熱器仍然比流汗散熱法有效。在團隊的影片中，Kengoro更可以連續做11分鐘掌上壓也不會過熱。看來，這種散熱技術有潛質在未來應用在不同的肌肉骨骼機械人之中。