gov-civil-vilareal.ptDie überragende reale Wissenschaft hinter den Mecha-Robotern von Sci-Fi und Anime
>Egal ob Stryder Titan von Titan Herbst , eine EVA-Einheit von Neon Genesis Evangelion , oder ein guter altmodischer Gundam-Anzug, Mechas sind der Goldstandard der Science-Fiction-Technologie, zusammen mit Hyperantrieben und Lichtschwertern. Jetzt, da der viel beachtete MegaBots vs. Suidobashi Mecha-Kampf ist endlich untergegangen In unserer eigenen Welt, in der Eagle Prime die USA repräsentiert und Kuratas für die Japaner kämpfen, sind Battle Mechs der Realität viel näher gekommen.
Obwohl sich diese realen Mechas eher wie geriatrische Gabelstapler als echte Zerstörungsmaschinen bewegten, war Eagle Prime gegen Kuratas der erste riesige Roboterkampf der Welt und demonstrierte einige der größten technologischen Herausforderungen beim Bau von realen Mechas.
der wunderbare Zauberer von oz book
Hier sind die Großen.
AUS WAS WÜRDEN WIR ES BAUEN?
Wenn Sie sich Eagle Prime und Kuratas ansehen, werden Sie zwei Dinge bemerken: Erstens laufen sie nicht auf zwei Beinen und zweitens sind sie sehr, sehr langsam. Es stellt sich heraus, dass eine echte zweibeinige Bewegung unglaublich schwierig ist, je größer (und schwerer) etwas wird. Eigentlich, mindestens eine Person hat die Zahlen durchgespielt und festgestellt, dass ein Roboter von der Größe eines Jägers praktisch unmöglich wäre. Ein Ingenieur namens JJ Duncan sagt dies:
„Kein bekanntes Material könnte der Belastung durch so viel Aktivität im Roboter standhalten, insbesondere in den Gelenken… Hochfeste Stahllegierungen haben eine Endfestigkeit von 760 MPa (Megapascal) und Kohlefaser hat eine Endfestigkeit von 6.370 MPa. Aber wenn ein Roboter ein Monster schlägt, springt und rennt, sind die erzeugten G-Kräfte große Zahlen.“
Entsprechend Jekanthan Thangavelautham , einem Postdoktoranden für Robotik am MIT, wird das Baumaterial eines Mechs eine der größten Hürden sein, denn jedes Material, das stark genug ist, um einem riesigen Roboter zu ermöglichen, geschickt und wendig zu sein, wird zu schwer und steif sein, um ihn tatsächlich zu ziehen aus. Aber auch Beryllium, Titan und kohlenstoffverstärkter Kunststoff seien eine mögliche Option, sagt er.
Bildnachweis: Cartoon Network
Das denkst du vielleicht Evangelion hatte die richtige Idee: Baue keine Roboter, lasse riesige Menschen wachsen und rüste sie mit Roboterteilen nach, so ähnlich wie einer von diese Roboter-Exoskelette das Militär experimentiert damit. Der menschliche Körper ist eigentlich ein tolles design für den Umgang mit unwegsamem Gelände und das Tragen schwerer Gewichte, aber das Problem ist nicht das Design, sondern die Proportionen.
Laut Space.com , wenn sich die Körpergröße verdoppelt, das Gewicht verachtfacht, und wenn Größe und Gewicht zunehmen, steigt die Energiemenge, um alles zu bewegen, exponentiell an. Laut Andy Ruina, Professor für Robotik an der Cornell University, ist dies tatsächlich eines der Prinzipien, das das Wachstum der Dinosaurier einschränkte: „Als [Dinosaurier] größer wurden, fiel es ihnen schwerer, ihr eigenes Gewicht zu tragen. Es ist ein bisschen kontraintuitiv – man könnte meinen, es würde sich ausgleichen, aber das tut es nicht.'
WIE WÜRDEN WIR ES VERSTÄRKEN?
Wenn das Thema Baustoffe gemeistert werden kann, wird die nächste große Herausforderung die Macht sein. Wenn Roboter nicht mit langen Versorgungskabeln wie einer EVA-Einheit herumlaufen, benötigen sie eine leistungsstarke und relativ kleine Energiequelle. Laut Thangavelautham:
„Tragbare Spaltreaktoren werden verwendet, um Flugzeugträger anzutreiben, aber sie müssten noch miniaturisiert und die Leistungsdichte deutlich verbessert werden, damit diese Roboter überhaupt laufen können … Exotische Energiequellen sind sowohl die größte Herausforderung als auch die bahnbrechende Technologie, die diese Art von Zeug herstellen könnte.“ Realität erreichen.'
wie man einem Monster das Lesen beibringt
Mit „exotischer Energie“ bedeutet Thangavelautham Kernkraft oder dunkle Materie. Aber selbst wenn wir eine Energiequelle finden, die das schwere Heben übernehmen könnte, haben wir möglicherweise nicht die Technologie dafür ausführen das schwere Heben. In ein Interview mit Gizmodo , brachte Daniel Wilson ein großes technisches Problem zur Sprache: 'Ich weiß nicht, wie ein Aktuator in der Lage sein könnte, eine so riesige Struktur bei starkem Wind aufrecht zu halten, geschweige denn mit genügend Fingerfertigkeit zum Gehen zu bewegen.'
Sogar den Arm eines Jägers parallel zum Boden heben wäre ein Kampf aufgrund des unglaublichen Drehmoments erforderlich: rund 81 Millionen Pfund-Fuß. Zum Vergleich: Die leistungsstärksten Hydrauliksysteme der Welt können nur etwa 1,3 Millionen lb.-ft ausgeben.
Aus praktischer Sicht sind riesige Roboter einfach zu groß für ihr eigenes Wohl.
WIE WÜRDEN WIR ES KONTROLLIEREN?
die großartigen sieben Medien des gesunden Menschenverstands
Abgesehen von den Fallstricken der Konstruktion verlassen sich die meisten Mechs auf eine Art neuronaler Verbindung zwischen Pilot und Roboter: pazifischer Raum hat sein Driftsystem, Titan Herbst hat neuronale Verbindungen, Evangelion hat seine Synchronisationsrate und Gundams habe es richtig im namen (dachte, es hängt vom Kanon ab) — g allgemein U einseitig n euro-Link D spalterisch ZU utonomisch m neuver.
Es mag nach Science-Fiction klingen, aber das Bostoner Start-up Neurable arbeitet bereits an der Fähigkeit Technik allein mit Gedanken steuern , und habe sogar ein VR-Spiel vorgeführt namens Erwachen das ist komplett gedankengesteuert. Gepaart mit Spielen wie Das Iota-Projekt , wo Sie einen VR-Mecha über ein Headset steuern und einen zehn Stockwerke großen Roboter nur mit Ihrem Verstand steuern, klingt ziemlich machbar.
Das Konzept der neuronalen Verbindungen wird noch glaubwürdiger, wenn Sie erfahren, dass die University of California hat eine Maschine entwickelt, die Gehirnwellen in Worte übersetzen kann und sogar ganze Sätze. Natürlich erfordern sowohl die Geräte von Neurable als auch der University of California Elektroden, die am Schädel befestigt sind, sodass ein Pilot einen Helm tragen muss – genau wie in der Science-Fiction.
Sie fragen sich vielleicht, wie eine einzelne Person die Bewegungen eines ganzen Roboters koordinieren kann, denn pazifischer Raum behauptet, es sei zu komplex, als dass ein Verstand damit umgehen könnte, aber es stellte sich heraus, dass das Gehen und Bewegen ziemlich einfach ist. Laut einem Papier von Robin R. Murphy, '…die Fortbewegung wird zu einer der einfachsten Funktionen, die vollständig an einen Roboter delegiert werden kann.'
Das Geheimnis, sagt Murphy, sind CPGs oder „zentrale Mustergeneratoren“, eine biologische Mechanik, die bei den meisten Tieren mit Beinen vorkommt und ihnen ermöglicht, die Bewegung ihrer Füße zu koordinieren. Wissenschaftler verwenden seit den 80er Jahren künstliche CPGs, um Roboter laufen zu lassen, und Atlas von Boston Dynamics hat sogar beim Navigieren in schwierigem Gelände gezeigt von selbst.
WIE VIEL WÜRDE ES KOSTEN?
Die letzte Frage ist, wie viel Geld die Welt zusammenschlagen muss, um dies zu erreichen. Bei ungefähr 20 Fuß groß und 28 Tonnen (im Falle von ein Atlas-Modell ), die Titanen aus Titan Herbst unterscheiden sich nicht allzu sehr von Eagle Prime, dem Flaggschiff-Roboter von Megabot. Adler Prime hat das Profil eines leichten Panzers, eines Rennwagens und eines Militärflugzeugs, alles gemischt: Es hat einen V8-Motor mit 340 PS, es kann 4.600 lb.-Fuß ausüben, sein Hydraulikdruck beträgt 4.000 psi und es kriecht auf einer maßgeschneiderten Ripsaw Spuren.
Der Adler Prime hat 2,5 Millionen US-Dollar für den Bau benötigt , während sein japanisches Gegenstück der Kuratas zuvor war Verkauf für etwa 1 Million US-Dollar . Frankreichs Kampfpanzer AMX-56 Leclerc, der teuerste Panzer der Welt, kostet rund 12,6 Millionen US-Dollar . Für so etwas wie die kleinen Mechs von Titanfall könnten wir erwarten, dass sie mehrere zehn Millionen kosten.
Aber was ist mit einer Jaeger- oder EVA-Einheit, die zwischen 200 und 288 Fuß hoch stehen kann? Um unsere Köpfe um eine Maschine dieser Größenordnung zu wickeln, könnte ein guter Vergleich die neue sein USS Gerald Ford , das Neuester Flugzeugträger der Navy . Es wiegt 90.000 Tonnen, ist etwa 1.106 Fuß lang und wie ein Jaeger ist der Träger atomgetrieben. Das Gerald Ford Der Bau kostete 13 Milliarden US-Dollar, was uns eine ungefähre Schätzung für die Menge an Dosh gibt, die benötigt wird, um uns gegen Kaiju zu verteidigen. In der Zwischenzeit führte SciencePortal einige Zahlen durch und stellte fest, dass die Erstellung eines Gundam von Grund auf (einschließlich Materialien und Computern) Kosten rund 725 Millionen US-Dollar .
My Little Pony Equestria Girls: Freundschaftsspiele
FAZIT
pazifischer Raum Regisseur Guillermo del Toro sagte einmal , 'Es hat etwas, etwas wirklich Großes zu haben, das viele kleine Dinge zerstört.' 700 Millionen Dollar und eine Fortsetzung später scheint er Recht gehabt zu haben – es hat etwas daran, einem riesigen Roboter zuzusehen, wie er verheerende Sachbeschädigungen begeht, die Millionen Freude bereiten.
Wenn wir dieses Geld nur in Forschung und Entwicklung stecken könnten, könnten wir vielleicht das echte Ding machen.
