你知道那种感觉。你比预想的要多付出一点努力,突然间你的手就湿漉漉的,全是汗。得益于新的研究,人类生理学中的这一标志性特征可能很快就会出现在机器人身上。
一个由机器人专家和化学家组成的团队设计了能够自动滴水的橡胶手指,只要机器设备有点发热。机器人本身不会调节滴水:相反,它有一个类似人类皮肤的柔软涂层,上面有受热时就会张开的毛孔,释放出内部的液体。研究人员发现,用风扇吹干手指上的“汗水”比没有出汗的机械设备降温速度快了大约六倍。
汗湿的手
发表在《科学机器人学》杂志上的一项研究描述了这种略显颤抖、汗湿的手指,它们看起来有些胆怯——但这是朝着设计具有塑料、织物或其他绝缘部件的机器人方向迈出的自信一步。康奈尔大学机器人专家、该研究的合著者 Rob Shepherd 表示,这些机器人需要一种调节温度的方法,而这种方法不需要内部计算机。“人类和动物有很多反射和自主的反应,我们的大脑并没有太多发言权,”他说。“这种对待机器人的态度将非常重要。”
就像汽车和计算机一样,机器人会过热。如果它们不能降温,齿轮就会卡住。其他机器人专家已经证明,水流过机器可以使其继续工作——例如,人形机器人 Kengoro 可以在此系统的帮助下无限期地做俯卧撑。
但 Kengoro 主要由金属构成,而且包括 Shepherd 在内的许多研究人员认为,机器人技术的未来将涉及大量柔软材料。就像猎豹爪子的脚垫一样,缓冲的外层可以提高机器人的灵活性和灵敏度。Shepherd 说,它们还会像皮肤吸收肌肉产生的热量一样,保持热量。

这个机器人手“出汗”以给自己降温。(图片来源:Mishra et al., Sci Robot. 5, eaaz3918, 2020)
Mishra et al., Sci Robot. 5, eaaz3918, 2020
升温
但是,这些柔软的材料也能像动物一样出汗吗?为了检验这个想法,Shepherd 和他的团队设计了一种用于抓握机器人手指的涂层,它由一种类似于隐形眼镜材料的塑料制成。嵌入每个金属指中的泵将水推到材料表面。在抓握动作产生的热量将塑料加热到 86 华氏度之前,手指不会漏出一滴水。塑料会放松,打开毛孔。增压的水流出,给手指降温。
出汗确实会稍微减慢机器人手的速度,而且水源是有限的。Shepherd 说,在工厂环境中,需要有人重新加注液体,但人们已经习惯了在其他设备中更换冷却剂和燃油。
未来,该团队希望探索汗水是否可以用于其他用途,例如检测化学物质。如果液体从机器人手中流出并接触到它正在操作的物体,理论上它可以溶解化学物质,甚至可以传达每种分子的含量——例如,这对农民分析农作物上的农药来说很有用。
但目前,该团队对一个能自主冷却自己的出汗机器人感到满意——尤其是因为它比研究人员预期的要快得多。“我们只是把水放在热表面上,然后在上面吹风,”他说。“这是可以预料到的,但我们仍然感到惊讶,因为事情从来不会像计划的那样顺利。”














