Någonsin föreställa sig hur man klättrar upp i en gigantisk robot suit och kämpar väl, eller höja tunga föremål, välte bilar? Filmerna visar att det är ett prisvärt nöje. I själva verket, för att skapa en sådan enhet från ritningen kan vara ett stort problem.
Under många decennier har vi brukade tänka att slagfältet i framtiden kommer att se ut så här: gigantiska robotar att sitta (och sitter) personer. Dessa Titanic djur är mer känd som mechs blev ett slags synopsis för krig i framtiden. Bemannade robotar visades för första gången i Japansk anime, men snart flyttade i västvärlden genom någon serie. Hollywood-filmer som “Utlänningar”, “Avatar” och “Pacific rim” som visade hur det ska se ut.
Filmer, hur verkliga är dessa projekt verkligen? När kommer vi att se människor lotsa gigantiska robotar?
Jordan Weisman av Harebrained Schemes gjorde spel på temat BattleTech mechs på 1980-talet. Utformningen av deras slaget vid mech, han valde den relativt jordnära förhållningssätt, jämfört med föregående exempel. Jordan har representerat bälgar, tillverkad av en stålram som är omgiven av elektriskt laddade artificiella muskler att flytta lederna, med gyroskop stabilisator och ombord kraftverk.
Den grundläggande idén Jordanien är förståeligt. Artificiella muskler har varit något som elektroaktiva polymerer. “Electric balkar, som expanderas eller komprimeras genom att skicka el muskler av våra mechs, säger Weisman. — De senaste 30 åren, och detta i samma material som för närvarande används i utvecklingen av proteser.
En av anledningarna till varför formen av en man som lockar designers, är dess speciella ergonomisk design. “Människans anatomi är otroligt effektivt för att gå på stenar och vägar, förklarar Rob Buckingham, Chef för Ras på Science center i Calama. “Titta bara på den soldat som kan bära vikt, flera gånger större än sin egen, genom all terräng”. Men rörligheten på två ben som kräver en speciell kompetens, och för att upprätthålla denna balans kan vara mycket svårt.
Dessutom, hur man kontrollerar tio meter hög? Professor Seth Vijayakumar av Edinburghs centrum för robotik föreslår att använda en kombination av teleoperated och automatiska system som svarar mot intentionerna i den pilot. “Avsikten kommer från operatören, men mycket i kontrollen på en för låg nivå kommer att vara inbyggd i plattformen, såsom att behålla balansen när man går”, säger Seth.
Faktiskt, för att göra en tvåvägs-mecha, som styr människor, kommer det att vara lättare än offline. “Det är fullt möjligt typ av teknik. Mer sannolikt än ett fristående system som helt Autonoma system har en hel del problem från synpunkten av sensoriska och i sitt beslutsfattande”.
Men någon typ av remote control system kommer att kräva en plattform för kommunikation som kommer att vara hållbart för att hacka och buggar och kommer att kunna process med 500 000 transaktioner per sekund.
Det är också den fråga, som energi kommer att arbeta päls. Weissman trodde att BattleTech mech kommer att arbeta på fusionsreaktorer, men med tanke på att den moderna syntesen reaktorer storleken på en liten fabrik, detta är osannolikt. Mechs “Pacific rim” som används konventionella fissionsreaktorer, som ger hög uteffekt, men extremt farlig. “Batteri teknik och energitäthet bakom är teoretiskt möjligt, säger Seth. — Studier pågår, men de är fortfarande i sin linda, i termer av vad du kan göra.”
Ge piloten av kontextuell information och lägesuppfattning är ett annat problem. “Vi har gjort framsteg med övervakning i realtid, till exempel balansen, säger Seth. Problemet är att vi vet hur vi ska göra det, men när man arbetar med sensorer den verkliga världen, varje liten avvikelse i sensorerna cut system”.
Haptisk feedback — som en gaming joystick, användbara för bestämning röra dig för något eller inte. Men att förse piloten med ytterligare känsla som kommer att lägga sammanhang till vad som var känt mig som en robot, medför risk för överbelastning av en pilot med onödig information.
Naturligtvis, ju mer du bygger något, desto svårare blir det. Trycket på ytan är den kraft som delas av området. När du har ett tvåstegs-system, som päls, de flesta av massan är koncentrerad i två ben. Detta skapar effekten av en spik när all vikt är koncentrerad till ett litet område. “Om du tar en kvinna och fokusera det hela i en fjärdedel av en tum i hälen på Skon, det kommer finnas möjlighet att tränga in i materialet är en rimlig tjocklek, säger Weissman.
Ett liknande problem Tyskarna i utvecklingen av super heavy tank “Maus” under Andra världskriget. Väger 188 ton, det är väl testad på betong, men i det första fältet test fastnat i marken.
Ett annat problem är att få pälsen att gå. Gyroscopy stabilisator redan gör bilar, som kryssningsfartyg, för att balansera dig själv. Dock lagen walking är en mycket instabil process. Människor går, kliva framåt och flytta den vikt på benet. Och ju större föremål, desto svårare är det att balansera.
Utveckling Kuratas Suidobashi Tung Industri Mark-2 utveckling MegaBots, såväl noterade som bälgar. Även om de båda efterlikna den mänskliga formen, istället för tvåbent motion robotar, dessa mechs lita på hjul rörlighet. Ett av problemen är att imitation av den mänskliga formen, som har en väl fördelad vikt och energi är utmanande ur synvinkel av ingenjörer.
Motorerna i varje gemensamt skulle lösa problemet, men denna lösning kräver tunga motorer för att stödja och resten av kroppen. Motorerna är relativt tung, därför stor vikt kommer att koncentreras i lederna, och päls kommer att bli svårare att upprätthålla balans.
Främja forskning inom pneumatiska muskler, men dessa kommer att behöva två för varje led. “Baserat på pneumatiska muskler, du kan skapa något med fem lederna, säger Seth. Men när du försöker att samla in från dem två ben system, allt går åt helvete ur synvinkel av elektronik, routing och ledningar”.
Vi har redan påbörjat produktion av bälgar med en prototyp exoskelett Passar Hjälpa AWN-03 från ActiveLink. Denna dräkt tillbehör är utvecklade som en lösning på problem av brist på arbetskraft som kan uppstå i processen av att befolkningen åldras. Truckar och liftar är inte lämpliga för alla situationer. “Det finns vissa områden som inte kan vara mekaniserad, och industriarbetare, som fortfarande har att bära tunga föremål av sig själva,” sade Hiromichi Fujimoto, Vd ActiveLink.
Nästa steg i att Hjälpa Kostym är viktminskning och produktionskostnader, och sedan utveckla en modell för tyngre arbete. Nya Hjälpa Färg kommer att kunna lyfta objekt som människor annars inte kunde lyfta på sina egna.
När vi är bemannade av människor exoskelett för att flytta varor och kanske till och tung konstruktion. Men jätte mechs att gå utanför byggnaden kommer fortfarande kvar material blockbusters. “I fiktion, det ser bra ut, men på tal om praktiska militära transporter, du skulle inte vilja att han var hög, säger Weissman.
“I en mening, alla finns redan tekniken, säger Seth. — Vi kommer att göra humanoid mechs, om vi kan hitta en användning för dem. Bara science fiction-författare omsorg om de har två armar och två ben.”
När vi får bakom ratten i den gigantiska robotar?
Ilya Hel