Наука

Врхунска наука из стварног света која стоји иза сци-фи и аниме механичких робота

2024

Било да се ради о Стридер Титан -у Титанфалл , ЕВА јединица из Неон Генесис Евангелион , или добро старомодно одело Гундам, меха су златни стандард научно-фантастичне технологије, заједно са хиперпогонима и светлосним мачевима. Сада када се води битка МегаБотс против Суидобасхи мецха битке коначно се спустио у нашем свету, са Еагле Примеом који представља САД и Куратас који се боре за Јапанце, борбени мехови су се приближили стварности.

Иако су се ове механике у стварном свету више кретале као геријатријски виљушкари него као прави мотори уништавања, Еагле Приме против Куратаса била је прва џиновска борба робота на свету и показала је неке од великих технолошких изазова са којима се суочава изградња меха у стварном животу.

умереност карта љубав

Ево великих.

ОД ЧЕГА СМО ГА ГРАДИЛИ?

Гледајући Еагле Приме и Куратас, приметићете две ствари: прво, не ходају на две ноге, и друго, веома су, веома спори. Испоставило се да је право двоножно кретање невероватно тешко што веће (и теже) нешто постаје. Заправо, бар једна особа је извео бројеве и открио да би робот величине Јаегера био практично немогућ. Инжењер по имену ЈЈ Дунцан каже ово:

„Ниједан познати материјал не би могао поднијети стрес толике активности у роботу, посебно у зглобовима ... Легура челика високе чврстоће има коначну чврстоћу од 760 МПа (мегапаскали), а угљична влакна имају коначну чврстоћу од 6,370 МПа. Али ако робот удара чудовиште, скаче и трчи, створене Г силе су велики бројеви. '

Према Јекантхан Тхангавелаутхам , постдокторски сарадник за роботику на МИТ -у, грађевински материјал Мецха бит ће једна од највећих препрека које треба превладати јер ће сваки материјал довољно јак да дозволи гигантском роботу да буде спретан и окретан бити претежак и крут да га заиста повуче ван. Међутим, он каже да би супстанца берилијум била потенцијална опција, као и титанијум и пластика ојачана угљеником.

Заслуге: Цартоон Нетворк

Можда мислите тако Евангелион имао праву идеју: Не градите роботе, не узгајајте џиновске људе и не уграђујте их роботским деловима, попут једног од њих ти роботски егзоскелети војска експериментише. Људско тело је заправо одличан дизајн за суочавање са неравним теренима и ношење великих тежина, али проблем није у дизајну, већ у пропорцијама.

Према Спаце.цом , како се висина удвостручује, тежина се повећава осмоструко, а како се величина и тежина повећавају, количина енергије за све то се експоненцијално повећава. Ово је заправо један од принципа који је ограничавао раст диносауруса, каже Анди Руина, професор роботике на Универзитету Цорнелл: „Када су [диносауруси] постали већи, било им је теже да се вуку око своје тежине. То је помало контраинтуитивно - помислили бисте да ће се то уравнотежити, али није. '

КАКО БИ МИ ТО МОЋИЛИ?

Ако се питање грађевинског материјала може савладати, следећи велики изазов биће моћ. Осим ако роботи не ходају са дугим пупчаним кабловима попут ЕВА јединице, биће им потребан извор енергије који је моћан и релативно мали. Према Тхангавелаутхаму:

'Пријеносни фисиони реактори користе се за погон носача авиона, али би их ипак требало минијатуризирати и густоћу снаге значајно побољшати да би чак и ови роботи могли само ходати ... Егзотични извори енергије су и главни изазов и револуционарна технологија која би могла направити ову врсту ствари доћи до стварности. '

Под „егзотичном енергијом“ Тхангавелаутхам означава нуклеарну енергију или тамну материју. Али чак и ако пронађемо извор енергије који би могао да изврши тешке терене, можда заправо нећемо имати технологију извести дизање тешких терета. Ин интервју са Гизмодом , Даниел Вилсон изнео је велики инжењерски проблем: 'Не знам како би било који покретач био у стању да одржи такву џиновску структуру усправно при јаком ветру, а још мање да је помери са довољно спретности за ходање.'

Капетан америка време рада првог осветника

Чак и подизање Јаегерове руке паралелно са тлом била би борба због невероватне количине потребног обртног момента: око 81 милион фунти-стопа. Поређења ради, најмоћнији хидраулични системи на свету могу да издају само око 1,3 милиона фунти.

Из практичне перспективе, џиновски роботи су превелики за њихово добро.

КАКО БИ МИ ТО КОНТРОЛИСАЛИ?

Остављајући замке у изградњи, већина меха се ослања на неку врсту неуронске везе између пилота и робота: Пацифик рим има свој систем дрифта, Титанфалл има неуронске везе, Евангелион има своју синхронизацију, а Гундамс има право на име (мислио да то зависи од канона) - Г. генерал У нилатерал Н еуро-Линк Д. исперзиван ДО утономски М. анеувер.

Можда звучи као научна фантастика, али старт-уп Неурабле из Бостона већ ради на тој способности да контролише технологију само мислима , и имају чак демонстрирао ВР игру позвао Буђење то је потпуно контролисано мислима. Упарен са играма попут Иота Пројецт , где управљате ВР механиком преко слушалица, контролишући десетоспратног робота само својим умом почиње да звучи прилично изводљиво.

Концепт неуронских веза постаје још веродостојнији када сазнате да је Универзитет у Калифорнији је створио машину која може превести мождане таласе у речи па чак и пуне реченице. Наравно, и уређаји Неурабле и Универзитет у Калифорнији захтевају електроде причвршћене за лобању, па ће пилот морати да носи кацигу - баш као што то раде у научној фантастици.

Можда се питате како једна особа може координирати кретање читавог робота Пацифик рим тврди да је превише сложен за један ум, али испада да је ходање и кретање заправо прилично лако. Према једном листу аутор Робин Р. Мурпхи, '... кретање постаје једна од најлакших функција за потпуно делегирање робота.'

Тајна, каже Марфи, су ЦПГ -и или „генератори централног узорка“, биолошки механичар који се налази код већине ногу и омогућава им да координирају кретање стопала. Научници су користили вештачке ЦПГ -ове да натерају роботе да ходају од 80 -их, а Атлас Бостон Динамицс -а је чак је приказано и кретање по тешком терену само од себе.

КОЛИКО БИ ТО КОШТАО?

Коначно питање је колико ће света морати да смањи новца да би се то догодило. На отприлике 20 стопа висине и 28 тона (у случају модел Атлас ), Титани из Титанфалл се не разликују превише од Еагле Приме, Мегаботовог водећег робота. Еагле Приме има профил лаког тенка, тркачког аутомобила и војног авиона све заједно помешано: има мотор В8 са 340 коњских снага, способан је да напрегне 4.600 лб.-стопа, његов хидраулични притисак прелази 4.000 пси, а он пузи по прилагођеном Рипсав-у стазе.

Орао Приме је за изградњу изградио 2,5 милиона долара , док је његов јапански колега Куратас раније био продаје за око милион долара . У међувремену, француски главни борбени тенк АМКС-56 Лецлерц, најскупљи тенк на свету, кошта око 12,6 милиона долара . За нешто попут Титанфалл-ових малих меха, могли бисмо очекивати да ће коштати десетине милиона.

Али шта је са Јаегер или ЕВА јединицом која може стајати од 200 до 288 стопа? Да замотамо главу око машине ове величине, добро поређење би могло бити ново УСС Гералд Форд , Најновији морнарички носач авиона . Тежак је 90.000 тона, дугачак је око 1.106 стопа, а попут Јаегера, носач има нуклеарни погон. Тхе Гералд Форд изградња је коштала 13 милијарди долара, што нам даје референтну процену количине доша потребне за одбрану од каијуа. У међувремену, СциенцеПортал је извео неке бројеве и открио да би стварање Гундама из темеља (укључујући материјале и рачунаре) коштала око 725 милиона долара .

тамјан за привлачење новца

ЗАКЉУЧАК

Пацифик рим редитељ Гиљермо дел Торо једном рекао , 'Постоји нешто у томе што нешто заиста, заиста велико уништава многе мале ствари.' 700 милиона долара и један наставак касније, чини се да је био у праву - постоји нешто у погледу посматрања џиновског робота који чини катаклизмична оштећења имовине која милионима доноси радост.

Сада, кад бисмо само убацили тај новац у истраживање и развој, можда бисмо могли да направимо праву ствар.