眾所周知，人類感覺到熱的時候就會出汗，這是為了讓我們的肌肉冷卻下來避免過熱。當(dāng)我們出汗時，汗水從我們的身體排出，熱量也隨之散失，這樣就使我們的體溫不至于升高，并能夠繼續(xù)進行正常的活動。

而實際上，機器人在電機負荷過大的時候也會過熱。當(dāng)然，不只是機器人了，幾乎所有動力設(shè)備在持續(xù)高負荷運轉(zhuǎn)的時候都會出現(xiàn)過熱的情況。工程師有很多種辦法可以解決這一問題，比如使用散熱器、風(fēng)扇等，但對于人形機器人來說，所有這些冷卻解決方案都意味著占用其體內(nèi)寶貴的空間，并增加更多的重量。

本周在IEEE/RSJ智能機器人和系統(tǒng)國際會議（IROS）上，日本研究人員提出了一種全新的理念，他們認為用來冷卻人形機器人一種更好的辦法是通過設(shè)計讓它能夠像人類一樣出汗。

為此，這些研究人員展示了他們開發(fā)的Kengoro(一臺擁有3D打印框架的人形機器人)來證明他們的理論。“通常情況下，機器人的框架僅用于提供支撐。”該研究的主要作者Toyotaka Kozuki。“我們的想法是給該框架增添更多的功能，用它來傳送水，放出熱量，同時也提供支撐力。”

這臺人形機器人是由日本東京大學(xué)JSK實驗室團隊打造的，它的身高有1.7米，重量56公斤，身上安裝了108個馬達，但是沒有任何空間可以放置常規(guī)冷卻系統(tǒng)。研究人員需要一種更加高效，而且更輕的替代方法，他們想到了使用Kengoro的現(xiàn)有部件來創(chuàng)建有效冷卻系統(tǒng)的主意。于是，他們決定使用機器人的金屬框架，并嘗試使用一種“被動技術(shù)”，即允許水像汗一樣流出框架。

為了實現(xiàn)這種想法，并且避免水濺得到處都是，研究團隊選擇使用金屬3D打印技術(shù)選擇性激光燒結(jié)（SLS）來打造Kengoro的鋁質(zhì)框架。

具體來說，研究人員使用的是一種可以修改激光能量密度的激光燒結(jié)技術(shù)，這樣就能夠改變他們使用的金屬的滲透性能。通過激光燒結(jié)，他們可以為Kengoro制造出兼具低滲透性和高滲透性區(qū)域的結(jié)構(gòu)。

激光燒結(jié)的框架，表面有許多孔隙

這臺人形機器人結(jié)構(gòu)的高滲透區(qū)域會有很多小間隙和小通道供水流出去，同時其它區(qū)域的滲透率則比較低。于是，制造完成后，Kengoro的鋁質(zhì)骨頭負責(zé)運輸水，而靠近機器人框架表面的多孔層會讓水蒸發(fā)出去，實現(xiàn)了降溫。

機器人的汗腺

這樣，配備了排汗系統(tǒng)的人形機器人Kengoro可以更長時間處于活動狀態(tài)而不至于過熱。為了展示它的能力，研究人員讓它連續(xù)做了11分鐘的俯臥撐而安然無恙，據(jù)稱一杯去離子水就可使Kengoro運行半天不過熱。

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