gov-civil-vilareal.ptLa imponente ciencia del mundo real detrás de los robots mecha de la ciencia ficción y el anime
>Ya sea un Stryder Titan de Caída del Titán , una unidad EVA de Neon Genesis Evangelion , o un buen traje Gundam pasado de moda, los mechas son el estándar de oro de la tecnología de ciencia ficción, junto con los hiperimpulsores y los sables de luz. Ahora que la muy publicitada batalla de MegaBots vs Suidobashi mecha finalmente ha bajado En nuestro propio mundo, con Eagle Prime representando a los EE. UU. y Kuratas luchando por los japoneses, los robots de batalla se han acercado mucho más a la realidad.
Aunque estos mechas del mundo real se movían más como carretillas elevadoras geriátricas que como verdaderos motores de destrucción, Eagle Prime v. Kuratas fue la primera pelea de robots gigantes del mundo, y demostró algunos de los principales desafíos tecnológicos que enfrenta la construcción de mechas de la vida real.
Aquí están los grandes.
¿DE QUÉ LO CONSTRUIREMOS?
Mirando a Eagle Prime y Kuratas, notarás dos cosas: primero, no caminan en dos piernas, y segundo, son muy, muy lentos. Resulta que el verdadero movimiento bípedo es increíblemente difícil cuanto más grande (y más pesado) se vuelve algo. De hecho, al menos una persona corrió los números y descubrió que un robot del tamaño de un Jaeger sería prácticamente imposible. Un ingeniero llamado JJ Duncan dice esto:
“Ningún material conocido podría soportar el estrés de tanta actividad en el robot, especialmente en las articulaciones… La aleación de acero de alta resistencia tiene una resistencia máxima de 760 MPa (megapascales) y la fibra de carbono tiene una resistencia máxima de 6,370 MPa. Pero si un robot está golpeando a un monstruo, saltando y corriendo, las fuerzas G creadas son números grandes '.
De acuerdo a Jekanthan Thangavelautham , un asociado postdoctoral de robótica en el MIT, el material de construcción de un mech será uno de los mayores obstáculos a superar porque cualquier material lo suficientemente fuerte como para permitir que un robot gigante sea diestro y ágil será demasiado pesado y rígido para tirar de él. apagado. Sin embargo, dice que la sustancia berilio sería una opción potencial, así como titanio y plástico reforzado con carbono.
Crédito: Cartoon Network
Puedes pensar que Evangelion Tuve la idea correcta: no construyas robots, crezca humanos gigantes y reequiparlos con partes robóticas, algo así como uno de esos exoesqueletos robóticos el ejército está experimentando. El cuerpo humano es en realidad un excelente diseño para lidiar con terrenos accidentados y transportar pesos pesados, pero el problema no es el diseño, son las proporciones.
Según Space.com , a medida que la altura se duplica, el peso se multiplica por ocho y, a medida que aumentan el tamaño y el peso, la cantidad de energía para moverlo aumenta exponencialmente. Este es en realidad uno de los principios que limitó el crecimiento de los dinosaurios, según Andy Ruina, profesor de robótica en la Universidad de Cornell: “Cuando [los dinosaurios] crecieron, tuvieron más dificultades para arrastrar su propio peso. Es un poco contradictorio; uno pensaría que se equilibraría, pero no es así '.
¿CÓMO LO PODEMOS ALIMENTAR?
Si se puede superar el problema de los materiales de construcción, el próximo gran desafío será el poder. A menos que los robots estén caminando con cables umbilicales largos como una unidad EVA, necesitarán una fuente de energía que sea poderosa y relativamente pequeña. Según Thangavelautham:
el diario absolutamente verdadero de una reseña india a tiempo parcial
'Los reactores de fisión portátiles se utilizan para impulsar a los portaaviones, pero aún tendrían que miniaturizarse y la densidad de potencia mejorar significativamente para que estos robots simplemente caminen ... Las fuentes de energía exóticas son tanto el desafío principal como la tecnología innovadora que podría hacer este tipo de cosas llegar a la realidad '.
Por 'energía exótica', Thangavelautham significa energía nuclear o materia oscura. Pero incluso si encontramos una fuente de energía que pudiera hacer el trabajo pesado, es posible que no tengamos la tecnología para llevar a cabo el trabajo pesado. En una entrevista con Gizmodo , Daniel Wilson planteó un importante problema de ingeniería: 'No sé cómo un actuador podría mantener una estructura tan gigante en posición vertical con un viento fuerte, y mucho menos moverla con suficiente destreza para caminar'.
Incluso levantando el brazo de un Jaeger paralelo al suelo sería una lucha debido a la increíble cantidad de torque requerido: alrededor de 81 millones de libras-pie. A modo de comparación, los sistemas hidráulicos más potentes del mundo solo pueden producir alrededor de 1,3 millones de libras-pie.
Desde una perspectiva práctica, los robots gigantes son demasiado grandes para su propio bien.
¿CÓMO LO CONTROLAREMOS?
Dejando de lado las trampas de la construcción, la mayoría de los mechs se basan en algún tipo de conexión neuronal entre el piloto y el robot: la costa del Pacífico tiene su sistema de deriva, Caída del Titán tiene enlaces neuronales, Evangelion tiene su tasa de sincronización, y Gundams tenerlo bien en el nombre (pensó que depende del canon) - GRAMO eneral U bilateral norte euro-Link D ispersivo A utonómico METRO aneuver.
Puede sonar como ciencia ficción, pero Neurable, una empresa emergente con sede en Boston, ya está trabajando en la capacidad para controlar la tecnología solo con pensamientos y tener incluso hizo una demostración de un juego de realidad virtual llamada Despertar eso está completamente controlado por el pensamiento. Emparejado con juegos como El Proyecto Iota , donde pilotas un mecha de realidad virtual a través de unos auriculares, y controlas un robot de diez pisos de altura con solo tu mente, comienza a parecer bastante factible.
El concepto de enlaces neuronales se vuelve aún más creíble cuando se entera de que la Universidad de California ha creado una máquina que puede traducir las ondas cerebrales en palabras e incluso frases completas. Por supuesto, tanto los dispositivos Neurable como los de la Universidad de California requieren electrodos adheridos al cráneo, por lo que un piloto deberá usar un casco, tal como lo hacen en la ciencia ficción.
Quizás se pregunte cómo una sola persona puede coordinar los movimientos de un robot completo, ya que la costa del Pacífico afirma que es demasiado complejo para que lo maneje una sola mente, pero resulta que caminar y moverse es bastante fácil. Según un papel por Robin R. Murphy, '... la locomoción se está convirtiendo en una de las funciones más fáciles de delegar totalmente en un robot'.
El secreto, dice Murphy, son los CPG, o 'generadores de patrones centrales', un mecanismo biológico que se encuentra en la mayoría de los animales con patas y que les permite coordinar el movimiento de sus pies. Los científicos han estado usando CPG artificiales para hacer que los robots caminen desde los años 80, y el Atlas de Boston Dynamics ha incluso se ha mostrado navegando por terrenos difíciles por sí mismo.
¿CUÁNTO COSTARÍA?
La pregunta final es cuánto dinero tendrá que gastar el mundo para que esto suceda. Aproximadamente 20 pies de altura y 28 toneladas (en el caso de un modelo Atlas ), los Titanes de Caída del Titán no son muy diferentes de Eagle Prime, el robot insignia de Megabot. Eagle Prime tiene el perfil de un tanque liviano, un auto de carreras y un avión militar, todo mezclado: tiene un motor V8 con 340 caballos de fuerza, es capaz de ejercer 4,600 libras-pie, su presión hidráulica es de 4,000 psi y se arrastra sobre una sierra circular personalizada. pistas.
El águila Prime tomó $ 2.5 millones para construir , mientras que su contraparte japonesa, los Kuratas, fue previamente vendiendo por alrededor de $ 1 millón . Mientras tanto, el tanque de batalla principal AMX-56 Leclerc de Francia, el tanque más caro del mundo, cuesta alrededor de $ 12,6 millones . Para algo como los mechs a pequeña escala de Titanfall, podríamos esperar que cuesten decenas de millones.
Pero, ¿qué pasa con una unidad Jaeger o EVA, que puede medir entre 200 y 288 pies de altura? Para entender una máquina de esta escala, una buena comparación podría ser la nueva USS Gerald Ford , la El portaaviones más reciente de la Marina . Pesa 90.000 toneladas, mide unos 1.106 pies de largo y, como un Jaeger, el portaaviones es de propulsión nuclear. El Gerald Ford costó $ 13 mil millones para construir, lo que nos da una estimación aproximada de la cantidad de dosh necesaria para defendernos del kaiju. Mientras tanto, SciencePortal ejecutó algunos números y descubrió que crear un Gundam desde cero (incluidos materiales y computadoras) cuesta alrededor de $ 725 millones .
CONCLUSIÓN
la costa del Pacífico director Guillermo del Toro Una vez dicho , 'Hay algo en tener algo realmente grande que destruye muchas cosas pequeñas'. $ 700 millones y una secuela más tarde, parece que tenía razón: hay algo en ver a un robot gigante cometer actos catastróficos de daños a la propiedad que alegra a millones.
Ahora, si tan solo pudiéramos canalizar ese dinero hacia I + D, podríamos hacer algo real.
