Jemals gefragt, wie залезаете in einem riesigen Roboter-Kostüm und fahren ein Kampf, na ja, oder schwere Gegenstände heben, drehen der Maschine? Die Filme zeigen, dass es bezahlbaren Vergnügen. In der Tat ist eine solche Vorrichtung aus der Zeichnung kann ein riesiges Problem.
Seit vielen Jahrzehnten sind wir daran gewöhnt zu glauben, dass das Schlachtfeld der Zukunft wird genau so Aussehen: riesige Roboter, in denen Sie sitzen (oder besser sitzen) Menschen. Diese Herkulesaufgabe Monster — besser bekannt als Blasebalg — Stahl eine Art синопсисом für die Kriege der Zukunft. Bemannte Roboter, die erstmals im japanischen Anime, aber sehr bald migriert und in die westliche Welt durch alle möglichen TV-Serien. Hollywood-Filme wie «Alien», «Avatar» und «Pazifischen Wende» gut zeigten, wie es Aussehen soll.
Filme Filme, aber wie realistisch sind solche Projekte in der Realität? Wenn wir schon Menschen sehen, пилотирующих riesigen Robotern?
Jordan Weisman von Verrückten Pläne machte Spiele zum Thema BattleTech Mechs in den 1980er Jahren. Leidenschaftliche Ihre Kampf-Mechs, wählte er einen relativ bodenständigen Ansatz, vergleicht man mit den vorherigen Beispielen. Jordan stellte Mechs, die aus einem Stahl-Rahmen, umgeben von elektrisch geladenen künstlichen Muskeln, die Gelenke bewegen, mit гироскопным STABILISATOR und on-Board-Kraftwerk.
Die Grundidee Jordan ist durchaus verständlich. Künstliche Muskulatur war in gewissem Sinne wie ein электроактивные Polymere. «Elektrische Strahlen, die expandiert oder komprimiert werden beim Durchgang der Elektrizität, wurden unsere Muskeln Pelze, sagt Weissman. — Es sind 30 Jahre vergangen, und das gleiche Material wird gegenwärtig in der Entwicklung von Prothesen».
Einer der Gründe, aus denen die Form des Menschen zieht Designer, ist Ihr außergewöhnliches ergonomisches Design. «Die Anatomie des Menschen ist unglaublich effektiv für шагания über die Felsen und Straßen», erläutert Rob Buckingham, Geschäftsführer Race im Wissenschaftlichen Zentrum Калэма. «Werfen Sie einen Blick auf Soldaten, die Gewicht tragen kann, um ein mehrfaches größer als seine eigene, durch jedes Gelände». Allerdings ist die Fortbewegung auf zwei Beinen erfordert eine Besondere Geschicklichkeit und das Gleichgewicht zu halten kann sehr schwierig sein.
Darüber hinaus, wie die Verwaltung einem drei Meter Riesen? Professor Setu Виджаякумар von Edinburgh Zentrum für Robotik bietet die Verwendung einer Kombination von телеопераций und des automatischen Systems, reagiert auf den Absichten des Piloten. «Die Absichten der obersten Ebene kommen vom Betreiber, aber sehr viel Kontrolle auf einem niedrigen Niveau wird in die Plattform integriert, wie die Aufrechterhaltung des Gleichgewichts beim gehen», sagt Seth.
Eigentlich machen die Zweibeiner das Fell, die durch den Menschen, wird einfacher als offline. «Es ist durchaus durchführbar-Art Technologie. Eine wahrscheinlichere als Stand-alone-System, da ein völlig Autonomes System hat eine Menge Probleme in Bezug auf Touch und kontextualisiert Entscheidungsfindung».
Allerdings ist jede Art von System-Fernbedienung erfordern Kommunikationsplattform, das wird stabil für Einbrüche und Abstürze und mehr verarbeiten 500 000 Operationen pro Sekunde.
Es gibt auch die Frage, auf welcher Energie arbeiten Fell. Weissman dachte, dass BattleTech Mechs funktionieren auf Fusionsreaktoren, aber angesichts der Tatsache, dass moderne Reaktoren der Synthese in der Größe mit den ganzen zavodik, ist unwahrscheinlich. Die Schläuche in der «Pazifischen Wende» verwendet herkömmliche Kernspaltung Reaktoren, die wirklich bieten eine hohe Ausgangsleistung, aber äußerst unsicher. «Die Technologie der Batterien und der Energiedichte hinter dem theoretisch möglichen, sagt Seth. — Untersuchungen sind im Gange, aber Sie befinden sich noch in den Kinderschuhen in Bezug auf das, was getan werden kann».
Bereitstellung von Piloten kontextuelle Information und das Bewusstsein über die Situation — ein weiteres Problem. «Wir haben Fortschritte mit überwachung in Echtzeit, Z. B. Gleichgewicht, sagt Seth. — Das Problem ist, dass wir wissen, wie es zu tun, aber beim arbeiten mit den sensoren der realen Welt jede geringfügige Abweichung in den sensoren schaltet das System».
Bei Berührung vibrieren — so ähnlich, dass es bei Gaming-Joysticks, — nützlich für die Bestimmung, berühren Sie zu etwas oder nicht. Aber die Bereitstellung der Pilot zusätzlichen Empfindungen, die sein hinzufügen, werden dem Kontext zu dem, was erprobt Roboter, birgt die Gefahr der überlastung des Piloten überflüssigen Informationen.
Natürlich, je mehr du etwas baust, desto schwieriger wird es. Der Druck auf die Oberfläche, es ist Kraft pro Fläche. Wenn Sie двуногая System, eine Art Fell, der größte Teil der Masse konzentriert sich in zwei Beinen. Dies schafft « – Effekt Nieten», wenn das ganze Gewicht konzentriert in einem kleinen Bereich. «Wenn man eine Frau konzentrieren und Ihre gesamte gesamte Viertel von einem Zoll in der Haarnadelkurve auf dem Schuh, es kann brechen Material tüchtige Stärke», sagt Weissman.
Mit einem ähnlichen Problem konfrontiert, die die deutschen bei der Entwicklung сверхтяжелого Panzer «Maus» während des Zweiten Weltkriegs. Mit einem Gewicht von 188 Tonnen ist er gut bestanden Stahlbeton, aber bei der ersten im Feldversuch in der Erde stecken.
Ein weiteres Problem wird zwingen Fell zu gehen. Гироскопный STABILISATOR ermöglicht bereits Maschinen, wie Kreuzfahrtschiffe, selbst ausgleichen. Dennoch ist der Akt des Gehens ist ein höchst instabiler Prozess. Die Menschen gehen, treten nach vorn und überträgt das Gewicht auf ein Bein. Und je höher das Objekt, desto schwieriger ist es zu balancieren.
Kuratas Entwicklung Suidobashi Heavy Industry und Mark-2 Entwicklung MegaBots, beide sind als Bälge. Obwohl Sie beide menschliche Form imitieren, statt zweibeinigen Roboter Bewegungen diese Schläuche beruhen auf dem Rad Fortbewegung. Ein Problem ist, dass die Nachahmung der menschlichen Form — das hat gut verteilten System von Gewichts-und Energie — Herausforderung aus der Sicht der Ingenieure.
Motoren in jedem Gelenk auftreten könnten, das Problem zu lösen, aber diese Lösung erfordert schwere Motoren für die Unterstützung und dem Rest des Körpers. Die Motoren relativ schwer, daher erhebliches Gewicht wird konzentriert in den Gelenken, Fell und wird schwerer das Gleichgewicht zu halten.
Gefördert werden die Forschung im Bereich der pneumatischen Muskeln, aber diese müssen je zwei in jedem Gelenk. «Auf der Basis von pneumatischen Muskeln kann man etwas schaffen, mit fünf Gelenken, sagt der Setu. — Aber wenn Sie versuchen, von Ihnen двуногую System, alles verwandelt sich in die Hölle in Bezug auf Elektronik -, ROUTING-und Verdrahtung».
Wir haben bereits begonnen, die Produktion der Pelze mit dem Stand der Technik Exoskelett-Suit Assist AWN-03 von ActiveLink. Diese Hilfs-Anzug entwickelt, als Lösung des Problems der Knappheit an Arbeitskräften, die manifestieren kann in den Prozess der Alterung der Bevölkerung. Gabelstapler und Arbeitsbühnen eignen sich nicht für alle Situationen. «Es gibt einige separate Felder, die man nicht mechanisieren, und Industrie-Arbeiter auch weiterhin müssen schwere Gegenstände tragen sich selbst», sagt Хиромичи Fujimoto, Präsident ActiveLink.
Der nächste Schritt Suit Assist wird eine Reduzierung des Gewichts und der Herstellungskosten, und dann bereits und entwickeln Modelle für schwerere Arbeit. Der neue Suit Assist in der Lage, Objekte heben, die man sonst nicht hätte heben selbst.
Eines Tages werden wir Menschen bemannte exoskelette für die Bewegung von Gütern und möglicherweise schwere Erdbewegung. Aber die riesigen Mechs, перешагивающие Gebäude, dennoch bleiben Material Blockbuster. «Science-Fiction-Film es ist alles schön aussieht, aber sprechen über die praktischen militärischen Verkehrsmitteln, werden Sie wahrscheinlich nicht wollen, dass er so groß war», sagt Weissman.
«In gewissem Sinne sind alle Technologien gibt es bereits, sagt Seth. — Wir werden Humanoide Mechs, wenn finden eine Verwendung für Sie. Nur der Science-Fiction-egal, ob Sie haben zwei Arme und zwei Beine».
Wenn wir uns hinsetzen Handräder für riesige Roboter?
Ilja Hel