gov-civil-vilareal.ptKõrgetasemeline reaalmaailma teadus ulmeliste ja anime mecha robotite taga
>Olgu see Stryder Titan pärit Titanfall , EVA üksus alates Neoon Genesis Evangelion või vana hea Gundami ülikond, mechas on ulmelise tehnoloogia kullastandard koos hüperdraivide ja valgusmõõkadega. Nüüd, kui kõrgelt reklaamitud MegaBots vs Suidobashi mecha lahing on lõpuks alla läinud meie endi maailmas, kus Eagle Prime kordas USA -d ja Kuratas võitles jaapanlaste eest, on lahingumehhanismid reaalsusele palju lähemale jõudnud.
Kuigi need reaalmaailma kauplused liikusid rohkem kui geriaatrilised tõstukid kui tõelised hävitusmootorid, oli Eagle Prime v. Kuratas maailma esimene hiiglaslik robotivõitlus ja see näitas mõningaid peamisi tehnoloogilisi väljakutseid, mis seisavad silmitsi reaalse elu mecha ehitamisega.
Siin on suured.
üks meist valetab raamat
MILLINE ME EHITAME Selle?
Vaadates Eagle Prime'i ja Kuratast, märkate kahte asja: esiteks ei käi nad kahel jalal ringi ja teiseks on nad väga -väga aeglased. Selgub, et tõeline kahejalgne liikumine on uskumatult raske, mida suuremaks (ja raskemaks) miski muutub. Tegelikult, vähemalt üks inimene on numbrid jooksnud ja leidnud, et jäägri suurune robot oleks praktiliselt võimatu. Insener nimega JJ Duncan ütleb seda:
„Ükski teadaolev materjal ei toetaks stressi, mida tekitab robot, eriti liigestes.… Kõrge tugevusega terase sulami lõplik tugevus on 760 MPa (megapaskalit) ja süsinikkiu lõplik tugevus on 6370 MPa. Aga kui robot lööb koletist, hüppab ja jookseb, on loodud G -jõud suured numbrid. '
Vastavalt Jekanthan Thangavelautham , MIT -i robootika järeldoktor, mehi ehitusmaterjal on üks suurimaid takistusi, mida ületada, sest mis tahes materjal, mis on piisavalt tugev, et hiiglaslik robot oleks osav ja vilgas, on liiga raske ja jäik, et seda tegelikult tõmmata väljas. Siiski ütleb ta, et potentsiaalne variant oleks berüllium, samuti titaan ja süsinikuga tugevdatud plast.
Krediit: Cartoon Network
Seda võib arvata Evangelion oli õige mõte: ärge ehitage roboteid, kasvatage hiiglaslikke inimesi ja moderniseerige neid robotdetailidega, nagu üks need robot -eksoskeletid sõjavägi katsetab. Inimese keha on tegelikult suurepärane disain töötlemiseks ebatasasel maastikul ja suurte raskuste kandmiseks, kuid probleem ei ole disain, vaid proportsioonid.
Space.com andmetel , kui pikkus kahekordistub, suureneb kaal kaheksakordselt ning suuruse ja kaalu kasvades suureneb selle liigutamiseks kuluv energiakogus plahvatuslikult. See on tegelikult üks põhimõtteid, mis piiras dinosauruste kasvu, ütles Cornelli ülikooli robootikaprofessor Andy Ruina: „Kui [dinosaurused] suuremaks said, oli neil raskem oma kaalu ümber lohistada. See on natuke vastuoluline - te arvate, et see tasakaalustub, kuid see pole nii. ”
watsonid lähevad Birminghami filmiarvustusele
KUIDAS me seda toitaksime?
Kui ehitusmaterjalide teema on võimalik vallutada, on järgmine suur väljakutse võim. Kui robotid ei käi ringi pikkade nabanööridega nagu EVA -üksus, vajavad nad võimsat ja suhteliselt väikest energiaallikat. Thangavelauthami sõnul:
„Kaasaskantavaid lõhustumisreaktoreid kasutatakse lennukikandjate toiteks, kuid need tuleb siiski minimeerida ja võimsustihedust oluliselt parandada, et isegi need robotid lihtsalt jalutada saaksid… Eksootilised energiaallikad on nii peamine väljakutse kui ka läbimurde tehnoloogia, mis võiks seda tüüpi asju teha jõuda reaalsuseni. '
'Eksootilise energia' all tähendab Thangavelautham tuumaenergiat või tumedat ainet. Kuid isegi kui leiame energiaallika, mis suudaks rasket tööd teha, ei pruugi meil tegelikult seda tehnoloogiat olla esinema raske tõstmine. Sisse intervjuu Gizmodoga , Daniel Wilson tõi esile suure inseneriprobleemi: 'Ma ei tea, kuidas ükski ajam suudaks sellist hiiglaslikku konstruktsiooni tugeva tuule korral püsti hoida, veel vähem liigutada seda piisavalt osavalt, et kõndida.'
Isegi Jeigeri käe tõstmine maapinnaga paralleelselt oleks võitlus uskumatu pöördemomendi tõttu: umbes 81 miljonit naela jalga. Võrdluseks-maailma kõige võimsamad hüdrosüsteemid suudavad välja suruda vaid umbes 1,3 miljonit naela.
uhkus ja eelarvamused ning zombide vanemate juhend
Praktilisest vaatenurgast on hiiglaslikud robotid enda jaoks liiga suured.
KUIDAS me seda kontrolliksime?
Kui ehituse lõkse kõrvale jätta, tugineb enamik mehhanisme piloodi ja roboti vahel mingile närviühendusele: Pacific Rim on oma triivisüsteem, Titanfall omab närvisidemeid, Evangelion on oma sünkroonimiskiirus ja Gundams olgu see nimes õige (arvasin, et see sõltub kaanonist) - G üldine U ühepoolne N euro-Link D isiksuslik TO utonoomiline M aneuver.
See võib tunduda ulmelisena, kuid Bostonis asuv idufirma Neurable töötab juba selle võime kallal juhtida tehnoloogiat ainuüksi mõtetega , ja isegi demo VR mängu helistas Ärkamine see on täielikult mõtlemise kontrolli all. Seotud selliste mängudega nagu Iota projekt , kus piloteerite VR-mecha peakomplekti kaudu, hakkab kümnekorruselise roboti juhtimine ainult mõistusega kõlama üsna teostatav.
Närvisidemete mõiste muutub veelgi usutavamaks, kui saate teada, et California ülikool on loonud masina, mis suudab ajulaineid sõnadeks tõlkida ja isegi täislauseid. Muidugi vajavad nii Neurable kui ka California ülikooli seadmed kolju külge kinnitatud elektroode, seega peab piloot kandma kiivrit - täpselt nagu ulmes.
Võiksite imestada, kuidas üks inimene suudab kogu roboti liikumist koordineerida Pacific Rim väidab, et see on ühe mõistuse jaoks liiga keeruline, kuid selgub, et kõndimine ja ringi liikumine on tegelikult üsna lihtne. Paberi järgi Robin R. Murphy, '… liikumisest on saamas üks lihtsamaid funktsioone, mida täielikult robotile delegeerida.'
Murphy ütleb, et saladus on CPG -d või 'tsentraalse mustri generaatorid' - bioloogiline mehaanik, mida leidub enamikus säärtes, mis võimaldab neil oma jalgade liikumist koordineerida. Teadlased on alates 80ndatest kasutanud robotite kõndimiseks kunstlikke CPG -sid ja Boston Dynamics'i atlas on seda teinud näidatud isegi keerulisel maastikul navigeerimist iseenesest.
KUI PALJU see maksaks?
lõvi nõid ja garderoobi hinnang
Viimane küsimus on, kui palju raha peab maailm selle saavutamiseks kärpima. Umbes 20 jalga pikk ja 28 tonni (juhul Atlase mudel ), titaanid pärit Titanfall ei erine liiga palju Egale Prime'ist, Megaboti lipulaevast. Eagle Prime on profiil kergest tankist, võidusõiduautost ja sõjaväelennukist-kõik on kokku segatud: sellel on 340 hobujõulist V8-mootorit, see on võimeline avaldama 4600 naela jalga, selle hüdrauliline rõhk on 4000 psi ja see roomab kohandatud ripsael rajad.
Kotkas Prime kulutas ehitamiseks 2,5 miljonit dollarit , samas kui Jaapani kolleeg Kuratas oli varem müüakse umbes miljoni dollari eest . Samal ajal on Prantsusmaa peamine lahingutank AMX-56 Leclerc, maailma kõige kallim tank, maksab umbes 12,6 miljonit dollarit . Selliste asjade jaoks nagu Titanfalli väikesemahulised mehhanismid, võime eeldada, et need maksavad kümneid miljoneid.
Aga kuidas on lugu Jeegeri või EVA üksusega, mis võib olla 200–288 jalga pikk? Sellise mastaabiga masina ümber keerutamiseks võib hea võrdlus olla uus USS Gerald Ford , Mereväe viimane lennukikandja . See kaalub 90 000 tonni, on umbes 1106 jalga pikk ja nagu jääger, on kandur tuumajõul. Gerald Ford selle ehitamine läks maksma 13 miljardit dollarit, mis annab meile palliplaani hinnangu kaisude eest kaitsmiseks vajaliku doosi koguse kohta. Vahepeal jooksis SciencePortal mõningaid numbreid ja leidis, et Gundami loomine algusest peale (sealhulgas materjalid ja arvutid) maksis umbes 725 miljonit dollarit .
KOKKUVÕTE
Pacific Rim režissöör Guillermo del Toro ütles kord 'Midagi tõesti, tõesti suurt, mis hävitab palju pisiasju.' 700 miljonit dollarit ja üks järg hiljem tundub, et tal oli õigus - midagi on näha hiiglasliku roboti sooritamises, mis paneb toime kataklüsmilisi varalisi kahjusid, mis toob rõõmu miljonitele.
Kui nüüd suudaksime selle raha suunata teadus- ja arendustegevusse, suudaksime tõelise asja ära teha.
