Japanse onderzoekers koelen robot door hem te laten 'zweten'

Wetenschappers van de Universiteit van Tokyo hebben een robot met de naam Kengoro ontwikkeld, die afkoelt door een techniek die het principe van zweten volgt. Door gebruik van poreus materiaal kan de robot water door zijn frame heen afstoten en laten verdampen, waardoor hij afkoelt.

De 170cm hoge en 56kg zware Kengoro-robot is voorzien van 108 motoren, die allemaal koeling nodig hebben. Door gebrek aan ruimte is er geen mogelijkheid om dit voor elkaar te krijgen met radiatoren en ventilatoren. Daarom hebben de wetenschappers ervoor gekozen het frame van de robot te gebruiken voor koelingsdoeleinden. Dit doen zij door aluminiumpoeder te sinteren en het resulterende materiaal voor delen van het frame in te zetten. Zo kunnen zij bepaalde delen van het frame waterdoorlatend maken, schrijft IEEE Spectrum.

Door een binnenste poreuze laag kan het water op bepaalde plekken naar de buitenste laag doordringen en daar verdampen. Deze manier van koelen zou drie keer effectiever zijn dan het koelen met lucht en een stuk beter werken dan simpelweg water rond te pompen in de robot. Een radiator zou daarentegen nog steeds effectiever zijn dan het 'zweten'.

Volgens de makers van Kengoro zijn robotframes vaak gebouwd om krachten te dragen. In dit geval zou het frame aanvullende functies kunnen uitvoeren, zoals het transporteren van water en het laten vrijkomen van warmte. Het apparaat heeft ongeveer een kopje gedeïoniseerd water nodig om een halve dag te kunnen functioneren. Zo kan hij bijvoorbeeld elf minuten lang opdrukken zonder dat zijn motoren te warm worden.

Reacties (29)

Het apparaat heeft ongeveer een kopje gedeïoniseerd water nodig om een halve dag te kunnen functioneren. Zo kan hij bijvoorbeeld elf minuten lang opdrukken zonder dat zijn motoren te warm worden.

Deze informatie is pas interessant als we het kunnen vergelijken met hoe de robot werkt zonder waterkoeling. Kan de robot dan 1 minuten opdrukken of 10 en 59 seconde?

Kengoro can run for half a day on about a cup of deionized water, although just like you, it has to keep itself hydrated for the cooling to be effective, especially if it’s working hard. Testing shows that this method of cooling works three times better than air cooling, and significantly better than just circulating water through the interior channel, although it’s not as effective as a traditional radiator using active cooling. In practice, this means that Kengoro can run at full power longer, letting it do push-ups for 11 minutes straight without burning out its motors.

Dus ik neem aan dat het op lucht koeling ongeveer 4 minuten vol te houden was. Ik had niet verwacht dat het slechts een halve beker (solo cup? ~473ml gedeeld door 2) water zou gebruiken.

[Reactie gewijzigd door GewoonWatSpulle op 14 oktober 2016 23:33]

Er gaat erg veel energie zitten in het verdampen van water. Zeker als je zorgt dat er geen druppel(tjes) vrij komen maar echt al het water wat verbruikt wordt verdampt, heb je niet veel water nodig om flink te koelen.

Gelijk heb je maar ik moest gelijk denken aan hete plekken waar mensen moeilijk kunnen komen

Als ze dan zo'n unit erin plaatsen die water uit lucht kan opvangen + destilleren, kan het zichzelf weer aanvullen.

Dan kunnen ze evengoed een radiator gebruiken. Dat water uit de lucht opvangen doe je d.m.v. een condensor, wat eigenlijk exact hetzelfde is.

Dus straks bij de drogist niet alleen deodorant voor hem en haar, maar ook voor "het".

Het 'techs'-effect?

mmm, interessant, waar te beginnen.
Misschien met een disclaimer : Ik heb hier de b*ll*n verstand van maar vind het wel erg interessante materie. Ok, dat gezegd hebbende, hier even wat gedachten.

Waarom zouden ze een robot laten zweten terwijl er dus een efficiëntere oplossing is in de vorm van een radiator ? Ten eerste om wat te leren over de mens wellicht ? Daarnaast is een radiator blijkbaar beter, maar is dit ook praktisch voor andere toepassingen zoals humanoïde robots ? Misschien wel, de natuur geeft ons in elk geval voorbeelden dat het uitstekend kan werken. De oren van een olifant zijn als het ware een grote radiator , en als ik me niet vergis waren er ook dinosauriers met soortgelijke koeloplossingen. Waarom dan toch experimenteren met zweten ? Misschien voor toepassing waarbij geen natuurlijke (wind) of kunstmatige (ventilator) luchtstromingen mogelijk zijn. Nadeel is natuurlijk dat je wel steeds vocht moet bijvullen.

Hoe dan ook een leuk experiment, hoewel ik met CAPSLOCK2000 eens ben dat het verhaal nog wat referentie informatie mist.

Waarom? Omdat het doel is een zo menselijk mogelijk robot te bouwen. Al honderden jaren.

Waarom halen we heel veel ideeën uit de natuur? Omdat evolutie bepaalde aspecten gewoon heeft weten te fine tunen naar de meest optimale en efficiëntie manier.
Dat is ook een punt. Vandaar waarschijnlijk het zweten. Het kost praktisch geen energie (Rondpompen van vloeistof) en het kost een klein beetje vloeistof waarbij een mens dit aanvult door te drinken.

Poreus materiaal neemt zelf vocht op en verspreid dat redelijk goed. Dit als gevolg van de capilaire werking. Dus het rondpompen van vloeisstof is niet eens nodig.
De luchtstroom langs de poreuse koelelementen moet wel voldoende zijn. Als de lucht eenmaal verzadigd is met damp, houdt het verdampen op.

Je hebt er zelfs een officiële naam voor: biomimicry. Op de site van de Universiteit Utrecht staat er een aardige uitleg

http://www.uu.nl/agenda/biomimicry-leentjebuur-bij-de-natuur

is dit geval lijkt het makkelijker om alles passief te koelen zoals de vinnetjes led-lampen ook een deel uitmaken van het frame. Daarbij kunnen ze de ledenmaten to maken dat een luchtstroom ontstaat als ze in beweging zijn zodat het metalen lichaam toch ook een beetje een actieve koeling krijgt. Door het raakvlak van de motoren met het frame aan te passen kan de hoeveelheid koeling aangepast worden zodat de ideale bedrijfstemperatuur ontstaat. Motoren en leds werken van diep onder nul tot +80graden terwijl ons lichaam maar een marge heeft van twee tot drie graden voor het fataal afloopt. Ik heb het gevoel dat dit zweten een gimmick is en dat er betere methoden bestaan. Efficienter, kleiner en effectiever.

Dus blinde evolutie is intelligenter dan wij? Wij hebben alle moeite om iets uit de natuur te kopiëren en slagen er in geen enkel geval in om de efficiëntie te bereiken van het origineel! Maar dat origineel is er zomaar gekomen, terwijl er tientallen of honderdtallen ingenieurs en ontwerpers er niet in slagen om het... te kopiëren!?! Erg slim.
Wij kopiëren ontwerp, geen evolutie.

Je maakt denk ik een denkfoutje. Evolutie door natuurlijke selectie van genetische mutaties is allesbehalve 'blind'. Voor de wezens die door een bepaalde mutatie nét iets beter werden in een bepaald aspect van het leven, maakte zo'n mutatie het verschil tussen leven en dood.. en daarom konden ze de genen doorgeven en kunnen we achteraf praten over evolutie.
Voor de engineers staat er bij ieder stapje vooruitgang iets minder op het spel.....

Bovendien is evolutie in feite de ultieme parallelle computer. Er zijn miljarden exemplaren van een bepaalde soort (zeg: mug) en die verschillen allemaal een piepklein beetje van elkaar. Evolutie test ze allemaal tegelijk, verwerpt de minder presterende en houdt de beter presterende. Voortplanting met wederom steeds afwijkingen en herhalen maar.

Ook de reden waarom parallel computing steeds populairder wordt. Ook betreft AI.

Ik zou denken dat zweten makkelijker is dan een radiator toepassen omdat je er minder materiaal voor nodig hebt dat anders veel ruimte in beslag zou nemen. Met een radiator moet je ook veel meer vloeistof rondpompen. Verder gok ik dat olifanten een natuurlijke radiator hebben omdat zweten in de Afrikaanse droge hitte nogal nadelig kan zijn. Nu komen ze met veel minder water toe.

Ik heb ooit begrepen dat de ontwikkeling van zweetklieren bij de mens nodig was om nog grotere hersenen te kunnen ontwikkelen. Die produceren nu zoveel warmte dat zweten pure noodzaak is geworden. Veel (de meeste?) zoogdieren zweten niet omdat hun lichaamsbouw en hersenvolume dat niet vereisen. Nadelig effect voor ons is dat we gevoelig zijn geworden voor luchtvochtigheid omdat dat invloed heeft op de mate van verdamping van ons zweet. Vandaar dat we van gevoelstemperatuur spreken omdat de luchttemperatuur alleen voor ons niet zoveel betekent. We moeten ook relatief veel water drinken om niet uit te drogen terwijl bijvoorbeeld een kat bijna al het benodigde vocht uit de voeding haalt (kattenbrokken uitgezonderd).

Nog een voordeel van zweten is dat je kunt overleven in een luchttemperatuur die ver boven de lichaamstemperatuur ligt (mits je voldoende drinkwater hebt). Ik kan mij voorstellen dat dat met deze robot ook een positieve bijwerking is.

[Reactie gewijzigd door 55563 op 14 oktober 2016 20:57]

Zeker belangrijk dat de hersenen koel moeten blijven!
40+ is al niet best en vanaf 42 graden kan het zelfs dodelijk zijn.

Wat die robot betreft Is het de naam humanoid wel al meer dan waardig!

Hoe meer we aan robot technologie doen, hoe vaker de technici terug grijpen op menselijke eigenschappen.

Daarom is het namaken van een mens zo dom. De mens zweet al, Waarom een robot bouwen, die niet optimaal is en warmte produceert, die je dan moet afkoelen...en waar kijk je dan naar voor een goede oplossing? De mens.

Er zijn al humanoids. Dat zijn we zelf. Ik ben niet an sich tegen robots, onder voorwaarden. Maar het lijkt er te veel en te vaak op dat de robot een namaak-mens moet worden. Dat we onszelf proberen te kopiëren, maar dan beter, met upgrades. Eigenlijk wil men een supermens bouwen, maar onze cultuur houd vooral van techniek en bio-techniek daar kleven nogal wat ethische vragen aan.

De mens is al perfect. En hoewel ik ook wel superkrachten wil en radar ogen en IR zicht en de perfecte stoelgang, denk ik dat dit soort wensen voortkomen uit gebrek aan acceptatie van wat het is een mens te zijn, dat we sterfelijk zijn. Een robot sterft niet...

Ziekte en dood geven zin aan het leven, een robot zal nooit dat geluk kennen.

Waarom zouden ze een robot laten zweten terwijl er dus een efficiëntere oplossing is in de vorm van een radiator ?

Of je leest gewoon het artikel waarin staat dat radiatoren te vele ruimte in nemen.

Radiator betekent dat je vanaf 108 motoren leidingen moet leggen maar de radiator toe. Alle leidingen moeten vloeistof bevatten, dus een hoop extra gewicht en kans op lekkage. Bij een olifant wordt het bloed als koelvloeistof gebruikt. Maar dat heeft meedere functies, het voert ook energie aan en afvalstoffen af.
Misschien is dit ook modulair met lokale reservoirs. Extra motor er bij hangen kan dan makkelijk.

Van een humanoïde robot is het toch prettig dat deze mobiel functioneert en niet aan een 'tuinslang' hangt, dus vullen WE hem bij, of gaat deze dat zelf doen door te 'drinken'.

Als men zich zou richten op het zo veel mogelijk nabootsen van menselijke vormen en functioneren dan zou dat inderdaad zo'n gekke gedachte niet zijn. Maar ik weet niet of dat de achterliggende gedachte was. Je ziet de laatste jaren diverse experimenten met allerlei kunstmatige ledematen, spieren, weefsels en dergelijke. Niet geheel onwaarschijnlijk dat het ooit allemaal nog eens bij elkaar komt. De vraag is alleen op welke termijn. Ook zou het zo maar kunnen dat men tijdens al dit experimenteren toch concludeerd dat bepaalde zaken op een andere manier slimmer op te lossen zijn (menselijke arrogantie )

Straks moeten ze ook nog eten, plassen en poepen. Hoe lang ze ook bezig zijn, de menselijke creatie is de mooiste ooit. Stapje voor stapje komen we erachter dat alles in het menselijke lichaam zo bijzonder is!
Als je een perfect werkende robot wilt bouwen zou je toch echt alle functies van ons lichaam erin moeten verwerken.

Inderdaad opvallend dat ze vaak voorbeelden uit de natuur overnemen: het vliegen van een vogel, het lopen van een hond of paard, een zwerm "insecten". Blijkbaar is de menselijke fantasie beperkt. Je zou toch ook weleens willen zien dat ze echt een nieuw principe bedenken.
Binnenkort lezen we dat ze een robot met een bloedsomloop testen...

Een pushup is het met kracht laten zakken en omhoog komen. Het lijkt in dit filmpje of het laten zakken door middel van zwaartekracht gebeurd en het meer gecontroleerd vallen is.

Wow, kan er uitgelegd worden in een zin met makkelijke baby-taal hoe deze robot werkt. Echt gaaf!