עד כמה אפשריים רובוטים ענקיים ב'שוק האוקיינוס השקט '?
הרובוטים ב- Pacific Rim נוצרו כדי להילחם בחייזרים עצומים לא פחות מליבת כדור הארץ. (אשראי תמונה: האחים וורנר)
הרובוטים ב'פסיפיק רים ', סרט מדע בדיוני מאת גילרמו דל טורו שיוצא היום (12 ביולי), הם בערך בצורת אדם, אך גבוהים כמו גורד שחקים ומסוגלים לרוץ, לקפוץ, להילחם ולנסוע במים. ומסלול כדור הארץ העליון.
זהו קורות חיים די מרשימים.
אבל בונה רובוטים קרביים ענקיים זה הרבה יותר מסובך ממה שזה נשמע
ראשית, בואו נדבר בקנה מידה.
גדול לא בהכרח טוב יותר, אמר אנדי רוינה, פרופסור לרובוטיקה באוניברסיטת קורנל המתמחה בנעי רגליים.
ככל שהדבר גדול יותר - בין אם הוא בעל חיים או רובוט - הוא חלש יותר ויותר פרופורציונאלי למשקל גופו. [ראה גם: מעצבי תקנת רובוט ענק לחיקויים ]
הסיבה לכך היא שכאשר אתה מגדיל את גודל האובייקט, מה שאתה בעצם עושה הוא להגדיל את האורך, הרוחב והגובה שלו. לכן המשקל עולה בעוצמה של 3 והאנרגיה הנדרשת לביצוע עולה בעוצמה של 4.
נניח, למשל, שרצית לבנות רובוט שהוא פי 10 מגובהו של אדם ממוצע תוך שמירה על פרופורציות אנושיות. אתה גם רוצה להפוך את הרובוט הזה מסוגל לקפוץ לגובה השווה למרחק בין הברכיים שלו לאדמה. המרחק בין הברכיים לאדמה הוא גם גדול פי 10 עבור הרובוט הזה מאשר לאדם, כך שעליך לזוז פי 1,000 מהמשקל פי 10 רחוק, וזה שווה פי 10,000 מהדרישה האנרגטית.
עד כמה גדולים ה'ג'אגרים 'ב'שוק האוקיינוס השקט'? האינפוגרפיקה הזו מציבה את זה בפרספקטיבה.(אשראי תמונה: קארל טייט)
בעיה בסיסית זו חלה על הטבע, כמו גם על המכניקה, אמרה רוינה. זו הסיבה שאפילו דינוזאורים מעולם לא גדלו יותר ממינים כמו אמפיקואליות, שלדעתם המדענים אורכו 40 עד 60 מטרים ומשקלם היה עד 135 טון. 'אין ספק שיש יתרון לבעלי חיים שהם גדולים יותר - הם יכולים לאכול, למעוך, ללעוס - אבל בעלי חיים רק גדולים כל כך . כשהם גדלים הם מתקשים יותר לגרור את המשקל שלהם. זה קצת לא אינטואיטיבי - אתה חושב שזה יתאזן, אבל זה לא. '
עיקרון זה גם אומר שרובוט ענק בצורת אדם בהחלט יהיה חזק יותר מבנאדם רגיל מבחינת כמות המסה שהוא מסוגל להרים, אך ביחס למסת הגוף שלו הרובוט הענק למעשה חלש יותר.
כל זה לא אומר שרובוטים ענקיים הם בלתי אפשריים בהכרח.
'נניח שאתה טוב מאוד בהנדסה ואתה יודע איך ליצור רובוטים ממש טוב - מה שאנחנו [בני האדם] לא עושים - [ואתה אומר' אוקיי, אני רוצה ליצור רובוטים גדולים יותר ויותר ', [אז] אתה תזדקק לחומרים טובים יותר ומקורות אנרגיה טובים יותר '.
[ראה גם: כונן ה- FTL של מסע בין כוכבים עשוי למעשה לעבוד ]
חומרים טובים יותר
איזה סוג של חומרים יהיה חזק וקל מספיק כדי ליצור רובוט ענק?
משקל הוא הנושא הקריטי. הפלדה חזקה, אך היא כבדה מדי - כוחה הפרופורציונלי למשקלו חלש מכדי ליצור רובוט ענק וכבד.
'בריליום היא הבחירה הטובה ביותר בתיאוריה', אמר ג'קנתאן תנגוולאוטהם, עמית פוסט -דוקטורט ברובוטיקה במכון הטכנולוגי של מסצ'וסטס. אך הוא הוסיף כי הרעילות של המתכת - היא מאכלת עור אנושי ובצורת אבק עלולה להיות קטלנית בשאיפה - עלולה להוות בעיה. טיטניום הוא חלופה נוספת, כמו הוא פלסטיק מחוזק פחמן .
כפי שצוין, יהיה צורך לייצר רובוט ענק עם חומרים קשיחים וחזקים במיוחד כדי לתמוך במשקלו. לכן רובוטים ענקיים 'אינם יכולים להיות זריזים ולא להיות זריזים', אמר ת'נגאוולאותם, מכיוון שהחומרים הדרושים לייצורם יגרמו בתורם 'להאט את המערכות הללו'.
מקורות אנרגיה טובים יותר
האופן שבו המשקל והעוצמה גדלים ביחס לגודל משמעו גם כי גם בעלי החיים וגם צרכי האנרגיה של הרובוטים גדלים באופן אקספוננציאלי ככל שהם הופכים גדולים יותר.
מקורות דלק קונבנציונאליים, אפילו עם יעילות משופרת במידה ניכרת, לא יספיקו להזיז רובוט בגודל 'פסיפיק ריים' יותר מכמה צעדים לכל עומס טנק.
'מבחינת היקף האתגרים, כיצד ניתן להפעיל את המכשירים הללו ברצינות תוך שמירה על משקל קל היא בעיה מרכזית במחלקה משלה', אמר תנגוולאוטהם. 'מקורות אנרגיה אקזוטיים הם האתגר העיקרי וטכנולוגיה פורצת דרך שיכולים לגרום לדברים מסוג זה להגיע למציאות'.
התנאי ' אנרגיה אקזוטית 'מתייחס למקורות כוח לא שגרתיים כגון ביקוע גרעיני או, אולי, חומר אפל.
'כורים ניידים לביקוע משמשים להנעת נושאות מטוסים, אך עדיין יהיה צורך להמעיט אותם ולצמצם את צפיפות הכוח באופן משמעותי אפילו כדי שהרובוטים האלה יסתובבו', אמר Thangavelautham.
'היכולת לעוף או לקפוץ למרחקים משמעותיים שאני בספק אם תהיה אפשרית אפילו עם כורי ביקוע נוכחיים ואני חייב לומר שהיא פנטזיה מדע בדיוני', אמר.
בעיות להולכי רגל
רובוטים ענקיים מציבים אתגרים הנדסיים ענקיים. אבל ישנה בעיה בסיסית עוד יותר שהמדענים עדיין לא הבינו לגבי רובוטים בכל גודל.
'הדברים שאנו מעריכים ביותר בתודעה שלנו הם לרוב הדברים הקלים ביותר לחיקוי מלאכותי', אמרה רוינה. 'אנשים לא מבינים שיכולות התפיסה שלהם ברמה נמוכה מאוד הם מופלאים וקשה לחקות אותם באופן מלאכותי.'
בני אדם עשו רובוטים מסוגלים לבצע חישובים מתמטיים מסדר גבוה, לנהוג מעל מאדים ולתקשר אלחוטית למרחקים ארוכים. אבל מה עם א רובוט שיכול ללכת מבלי ליפול ?
היכולת ללכת היא דוגמה מושלמת, אמרה רוינה. 'אין מי שכששואלים אותו' איך אתה הולך 'יכול לתת מענה קוהרנטי במובן המדעי.'
בשנים האחרונות היו כמה רובוטים המסוגלים ללכת על פני שטח מסוימים. עם זאת, אף אחד מהם לא מתקרב לחסד או לפונקציונליות של עמיתיהם הביולוגיים הניידים.
הליכה, ריצה וכישורים אחרים שבני אדם ובעלי חיים אפילו לא חושבים עליהם במודע הם מהקשים ביותר לשכפל ברובוטים. 'אלה יכולות מתקדמות שיש לכל בעלי החיים שהן הרבה מתחת להבנה המודעת שלנו והרבה מעל היכולת שלנו להבין באופן מודע', אמרה רוינה. 'עד כה.'
[ כיבוי רובוט מצייר תמונה תלת מימדית לחילוץ ]
העתיד עדיין לא כאן
אף אחת מהבעיות הללו אינן ניתנות להתגברות. אבל הם ידרשו שנים של ניסויים ומיליוני דולרים בכספי מחקר, שלא לדבר על קומץ פריצות דרך מדעיות, על מנת להשיג זאת.
האמת היא, 'נתקשה פשוט להפעיל רובוט בכל גודל כרגע', אמרה רוינה.
אנו יכולים להעניק זאת ב'עתיד הקרוב 'בו מתרחש הסרט שאולי יהיה אפשרי, כמובן. עם זאת, אם מפלצות כמו אלה ב'שוק האוקיינוס השקט 'היו מופיעות בשבוע הקרוב או כך, רובוטים קרביים ענקיים כנראה לא יהיו הסיכוי הטוב ביותר להישרדות האנושות.
הסיפור הזה סופק על ידי TechNewsDaily , אתר אחות ל- guesswhozoo.com. אימייל jscharr@technewsdaily.com או ללכת אחריה @ג'ילשר . עקוב אחרינו @TechNewsDaily , על פייסבוק או הלאה Google+ .
