با تلاش محققان؛

روبات‌های جدید برای خنک شدن عرق می‌کنند

محققان دانشگاه کرنل از تعریق بدن الهام گرفته‌اند و روباتی ساخته‌اند که زمانی که دمایش بالا می‌روند شروع به عرق کردن می‌کند.

کد خبر: ۸۳۱۹۱۹

دوشنبه - ۰۴ فروردين ۱۳۹۹ / March 23, 2020

به گزارش خبرنگار فناوری خبرگزاری دانشجو، وسایل الکترونیک نمی‌توانند گرما را تاب بیاورند. به همین دلیل است که کامپیوتر‌ها فن و موتور‌های اتومبیل به رادیاتور نیاز دارند. اما این دستگاه‌های خنک کننده لزوما سفت و سخت هستند و همین امر موجب می‌شود که روبات‌های نرم به جای فلز از پلاستیک‌های منعطف و قابل کشسان ساخته شوند. از این رو، محققان دانشگاه کرنل از تعریق بدن الهام گرفته‌اند و روباتی ساخته‌اند که زمانی که دمایش بالا می‌روند شروع به عرق کردن می‌کند.

روبات‌های نرم به لطف ساختار پرپیچ و تابی که دارند، نسبت به همتا‌های فلزی خود سازگارتر و بادوام‌تر هستند و احتمال آسیب دیدن‌شان کمتر است. با این وجود، مواد انعطاف‌پذیری که در این ماشین‌ها مورد استفاده قرار می‌گیرد، در برابر درجه حرارت بالا آسیب‌پذیرند. اما پلیمر‌هایی که در بسیاری از این روبات‌های نرم مورد استفاده قرار می‌گیرند، گاهی نسبت به فلزات نیز مقاومت بیشتری از خود نشان می‌دهند و با تغییر درجه حرارت سفتی آن‌ها تغییر می‌کند. این خصوصیات می‌تواند بر نحوه خم شدن روبات‌ها و در نتیجه توانایی آن‌ها در گرفتن اشیا تاثیر بگذارد. حتی می‌تواند به آن‌ها قدرت عرق کردن بدهد.

محققان می‌گویند: عرق کردن بهترین و کارآمدترین روش خنک کردن است. به طور مثال دوندگان دوی ماراتن در شرایط عادی حدود چهار لیتر عرق در ساعت از دست می‌دهند. اما ما با این کار نشان دادیم که عرق کردن فقط مختص زنده‌ها نیست.

آن‌ها می‌افزاید: معمولا روش‌های خنک کردن با مصرف انرژی بالا همراه است. به طور مثال، یخچال‌های خانگی هر ساعت حدود یک کیلووات انرژی مصرف می‌کنند تا محیط داخلشان را خنک کنند. در حالی که این روبات برای خنک کردن خود انرژی زیادی مصرف نمی‌کند.

به گفته محققان، بسیاری از روبات‌ها برای حرکت و تعامل با محیط اطراف خود، از سیستم‌های هیدرولیکی برای پمپ کردن آب در یک انگشت بالون مانند - که معمولا از موادی مانند هیدروژل، یک پلیمر غنی از آب ساخته شده است - استفاده می‌کنند تا به روشی قابل پیش‌بینی متورم یا خم شوند. ایجاد منافذی روی انگشت چنگک مانند این روبات‌ها باعث می‌شود مقداری از آب آن به عنوان عرق آزاد شود. اما در این حالت باید در نظر گرفت که این مایع باید به صورت کنترل شده نشت کند.

محققان دانشگاه کورنل برای کنترل نشت آب، روبات خود را با سه انگشت روباتیک که از ژل‌های هوشمند ساخته شده‌اند، ساختند که با افزایش دما اندازه آن‌ها تغییر می‌کند. این انگشت‌ها از ترکیب چند ماده و با کمک پرینتر سه‌بعدی ساخته شدند. برای بخش عمده‌ای از ساختار انگشت، از پلیمری به نام PNIPA استفاده کردند که وقتی دما به حدود ۴۰ درجه سانتی‌گراد می‌رسد، شروع به جمع شدن می‌کند. اما برای قسمت خارجی انگشت نیز از ماده‌ای شیمیایی با نام آکریلامید استفاده کردند که با افزایش دما، کش می‌آید. محققان این قسمت از انگشت را با بافت خاصی پوشش دادند که منافذ ریزی به اندازه یک پنجم میلی‌متر دارد. انگشت‌های روباتیک زمانی که گرم می‌شوند، حجم‌شان بیشتر می‌شود و در نتیجه منافذ آن باز شده و محتویات مایع از آن‌ها بیرون زده می‌شوند. دقیقا شبیه به فرآیندی که تعریق شکل می‌گیرد.

محققان می‌گویند: نکته جالب روبات با قابلیت تعریق این است که برای کنترل میزان تعریق دیگر نیازی به اضافه کردن حسگر یا قطعه دیگری نداریم. زمانی که دمای انگشت‌ها به دلیل خروج مایع از منافذ کاهش می‌یابد، منافذ به طور طبیعی بسته می‌شوند.