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Robotik: Roboter schwitzt sich kühl

Gerade schwer arbeitende Roboter haben einen Feind: die Überhitzung. Ein bewährtes biologisches Konzept soll helfen.
Roboter mit SchwitznoppenLaden...

Roboter funktionieren schon ganz ordentlich, haben gegenüber der ausgereiften Physiologie des Menschen aber auch unterschätzte Schwächen. Dem Automaten überlegen ist zum Beispiel unser flexibles Kühlsystem durch Schwitzen: Der verdampfte Schweiß kühlt uns bei drohender Überhitzung mit Hilfe der anfallenden Verdunstungskälte. Das gelingt Robotern jedoch ebenfalls, und sogar besser als dem Menschen, berichten nun Forscher um Thomas Wallin von der Cornell University in »Science Robotics«: Ein von ihnen gebastelter Prototyp mit eigens entwickelten funktionalen Schwitzanhängen ist mehr als dreimal so effizient wie die Haut von Menschen oder Pferden.

Herzstück des Verdunstungssystems sind per 3-D-Druck aus einem Hydrogel produzierte Anhänge, in denen unter geringem Druck Wasser gespeichert ist. Sie sind von einer Schicht mit vielen Mikroporen überzogen: Diese Poren sind in kühler Umgebung geschlossen, weiten sich aber, sobald es wärmer als rund 30 Grad Celsius wird. Dann tritt Wasser aus dem Inneren durch die Poren an die Oberfläche und verdampft dort – inklusive Kühlungseffekt. Das System arbeitet dabei autonom ohne Sensoren.

Roboter mit SchwitznoppenLaden...
Roboter mit Schwitznoppen | Bei höheren Temperaturen verformen sich die hydrogelhaltigen Anhänge des schwitzfähigen Roboters. Entscheidend ist, dass sich zudem Mikroporen öffnen und Feuchtigkeit austreten lassen: Die Oberfläche kühlt durch den Verdunstungseffekt ab.

In Experimenten wurden mit Schwitzanhängen versehene Apparate erfreulich effizient gekühlt, berichten die Wissenschaftler: Im Luftstrom eines Ventilators senken sie die Temperatur pro Minute um 39,1 Grad und damit sechsmal schneller, als gleich große, aber schwitzappendizeslose Roboter Wärme ableiten können.

Kühlen mit Roboterschweiß

Das Prinzip in Aktion. Die Roboter kühlen sich damit effizienter als etwa Menschen oder Pferde – auch sie müssen die verdunstete Flüssigkeit aber immer wieder auffüllen.

Das Konzept ist also viel versprechend, hat jedoch noch einen Haken: Die Wasserversorgung des Gerätes muss, ähnlich wie bei schwitzenden Menschen, stets gewährleistet bleiben. Sprich: Schwitzende Roboter müssen nachtanken oder in der Hitze viel trinken.

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