Kan vi bygge et 3D-manøvreudstyr fra Attack on Titan?

Kontekst

I animé Attack on Titan bruger væbnede styrker en speciel enhed kaldet 3D manøvreudstyr (også kaldet lodret bevægelsesudstyr) at bevæge sig gennem luften. Systemet er baseret på et par gribekroge, der er skudt fra taljen og komprimeret gas. Gassen bruges både til at skyde og rulle ledningerne tilbage og til at drive brugeren i flere akser gennem et par udstødninger på bagsiden. Udstødningerne er monteret på gimbaler for at muliggøre rotation. Systemet betjenes gennem et par kablede controllere, en til hver side af brugeren.

Her er nogle skemaer:

Skema del 1

Skema del 2

Og her er sagen i aktion:

Kør, Eren, løb!

Jeg tror, at et sådant system i det virkelige liv ville være ubrugeligt til det tilsigtede formål (militær handling, specielt mod giganter). Hovedårsagen til dens oprettelse er en blanding af plotnødvendighed allieret med Rule of Cool. Jeg synes, det også er anakronistisk for dets indstilling og lidt Steampunk-lignende.

Dog! Antag, at nogle milliardærer fra vores virkelige verden ønskede at opbygge et funktionelt 3D-manøvreudstyr. Ville det være muligt?

Mål

At bygge en bærbar enhed, der gør det muligt for brugeren at svinge blandt bygninger, træer eller andre høje / høje elementer i deres omgivelser ved at kombinere gribekroge , ståltråde og trykluft eller anden gas.

Målet er at have en eller flere prototyper – masseproduktion er uden for anvendelsesområdet.

Edit: Det er ikke nødvendigt at opnå de hastigheder, der ses i showet. Alternativer kan f.eks. Muliggøre en fritidsopstigning eller nedstigning.

Begrænsninger

Projektet starter med et teknologiniveau, som vi forventes at have de næste fem år. Det er ok (selv forventet), hvis der udvikles nye teknologier til og på grund af projektet.

Det virkelige liv 3D manøvreudstyr kan være større end det fiktive – en meget stor rygsæk ville blive accepteret, men burde ikke være tungere end 60 kg.

Penge er ikke en begrænsning.

Motivation

Dette værktøj kan bruges af brandmænd, søg & redningspersonale, bjergbestigere og vinduesrensere. Også Cools Rule.

Kommentarer

  • Ligesom med Spiderman, der slingrer rundt og (han og Superman) snupper folk, der falder med terminalhastighed, jeg forudsige masser af knuste ryghvirvler. Og energitætheder er altid astronomisk højere i fiktion end i det virkelige liv. Så … nej.
  • Glem gearet, jeg vil have knæene til disse fyre, der kan lande med disse hastigheder på deres fødder og fortsætte med at løbe uden nogen skade.
  • Der ‘ er også det faktum, at den menneskelige responstid ved de hastigheder, der er vist i serien, er utilstrækkelig. Det er ‘ som speedercykeljagten på Endor – ved disse hastigheder kan folk ‘ t undvige uventede forhindringer. IRL, de ‘ dør bare.
  • Et andet afgørende punkt: kabler er altid tykkere og svagere IRL end fiktion. ( Nej , kulstof-nanorør er ikke i nærheden kun laboratorielegetøj. Det ‘ hvorfor de ‘ er så fantastisk til fiktiv vrøvl som rumelevatorer).
  • Og tungere. Kabler er temmelig darnede tunge.

Svar

Første del reagerer ikke på de tekniske vanskeligheder ved en sådan enhed, men et mere grundlæggende begrebsmæssigt spørgsmål.

Konkurrencedygtige skærme er nogle af de hurtigste mennesker på jorden (både ved selvudvælgelse i sporten og det darwinistiske aspekt, at hvis du er i stand til at vinde nok kampe for at fortsætte med at gøre det …) og for os, forskellen mellem dig, der scorer et touch først, eller at jeg scorer et touch først, er indstillet til 1/32 af et sekund, hvilket er halvdelen af den nedre ende af menneskets responstid på 1/16 af et sekund.

Og jeg skal fortælle dig som en hegn, kampsportartist og en højtydende motorcyklist – det “er smukt forbløffende hurtig svartid.

@jdunlop er på en rigtig solid peg her: ved hastigheden Som angivet i OPen og videoen, er det meget usandsynligt, at en menneskelig swinger-operatør kunne reagere hurtigt nok til ikke at ende med en pandekage mod et eller andet bygget miljøelement.

Det er også værd at bemærke, at mennesker ” løber tør for ” -twitch-beslutninger temmelig hurtigt og når ” træthed i beslutningen ” når de sandsynligvis foretager vilde fejlbedømmelser eller undlader at beslutte – eller mere typisk bare … fryse .

I dette scenarie er begge resultater sandsynligvis terminal!

Del to ser ud kort i fysikken (uden matematik)

Styrken af materialer er et enormt problem med dette koncept, både for enheden og dens komponenter og for den indbyggede & naturlige miljøelementer, der bruges som hejsepunkter for denne idé.

Enheden:

Stålkabler ville ikke være tæt på stærk nok eller have tilstrækkelig lang levetid under hele tiden varierende stressfaktorer anvendt og ville meget hurtigt nå metaludmattelse og forskydning. Husk, at vi “re ikke taler om belastningen af bare massen af swinger-operatøren og massen af deres komprimerede gasbeholder og gas indeni, vi også taler om den iboende belastning af selve kablets længde og mere afgørende, at kraften (forenklet masse x acceleration [mere nøjagtigt se vektorligningen nedenfor]) udøves langs dette kabel (spænding) ved at bevæge sig massen af swinger-operatøren og deres udstyr – og derefter efterfølgende massivt ændret i både amplitude og vektor med hver nye connect-pull-swing-jet-disconnect-begivenhed. Enhver hård stopbegivenhed er en massiv deceleration – belastning af disse kabler er enorm – spørg en kranoperatør om arbejdsbelastningsfaktorer og bremsespænding – de letter disse tunge belastninger nede på grund af den enorme indvirkning, som pludselige ændringer kan have på hejskabler – og faktisk er den anden massive svigtstilstand for hejsekabler pludselig spænding efter overbelastning – fører til en slags rivning / afvævning kaldet ” fuglebur ” som derefter løber gennem de forskellige remskiver og blokke i kranen, og kablet bliver tygget til pokker.

Så det eneste materiale, vi kender til i øjeblikket, der kommer tæt på dette niveau af trækstyrke, styrke til vægt og modstandsdygtighed er naturlig edderkoppesilke.

indtast billedbeskrivelse her

hvor vektor p er systemets momentum, og vektor F er th e nettokraft (vektorsum). Hvis et legeme er i ligevægt, er der pr. Definition nul nettokraft (afbalancerede kræfter kan alligevel være til stede). I modsætning hertil siger den anden lov, at hvis der er en ubalanceret kraft, der virker på et objekt, vil det resultere i, at objektets momentum ændrer sig over tid.

Komprimeret gas har masse – og jo mere komprimeret den er, jo tættere, jo højere masse; derudover er trykbeholdere utroligt tætte og skal fremstilles efter ret krævende specifikationer – og de er tung (spørg en dykker) ekstremt. Dette tilføjer uhyre til belastningen på det formodede stål kabler – og jo mere komprimeret din gas er, desto tættere skal trykbeholderen være for at begrænse denne gas. Desuden at have nok gas til at løfte svingeroperatøren gennem rummet og omvendte vektorer, når det er nødvendigt, betyder din reservoiret er forbløffende stort. Og selvfølgelig har du en stadigt eskalerende version af raketlemmet: mere reaktant = mere masse at flytte = mere reaktant nødvendig – men i dette tilfælde med tilføjelsen al begrænsning, der opererer inde i en 1G-tyngdekraftsreference.

Selebånd / stropper – selen, der bæres for at kaste den menneskelige krop rundt, skal ikke kun være stærk og tæt montering (med disse kræfter, selv den mindste slap vil føre til enorm slagskade fra stropperne, der slår hjem på swinger-operatørens krop med hver begivenhed); stropperne ville være nødt til at være brede på ethvert sted med betydelig belastning, og alligevel på en eller anden måde tilpasningsdygtige til kropsform til ikke at være utrolig ubehagelige eller leddelte.

Swinger-operatør – stort set enten er det ikke “t et uåbnet menneske til at begynde med eller dør meget hurtigt – selv under antagelse af, at vi på en eller anden måde håndbøjeligt slog det reaktionstidspunkt, jeg rejste ovenfor, ville de enorme accelerationsbelastninger (3-5 tyngdekrafter) i hurtig rækkefølge i forskellige retninger fremkalde blackouts, redouts, brudt lemmer, afledte led, brækket rygsøjle, brækket hals, halshugning …

Byggede eller naturlige miljøelementer – hver af de ting, der bruges som indkøbspunkt af ” gribekroge ” vil være udsat for både kompressions- og trækbelastninger i meget hurtig rækkefølge i meget små punktbelastningsområder, og i de fleste tilfælde kan vi antage ting som beton, sten, glas og andet lignende facadesystem materialer – en gang imellem træ og endnu mindre hyppigt stål eller andre metaloverflader. Med denne slags stød og belastninger bryder gribekroge simpelthen gennem materialer, når belastningen øges; når hver gribekrog springer fri (udstansning af betonfragmenter omkring dens fastgørelsespunkt, så de bliver granatsplinter, der bevæger sig mod vores svingeroperatør), pludselig kaster vores svingeroperatør ud eller ned i rummet og skifter ikke kun den resterende men nu øgede belastning andre krogforbindelser – også disse vil katastrofalt mislykkes … Jeg tror, du får den lodne, flade og blæksprutte kødfulde pandekage på grundplanideen her.

Kommentarer

  • Uanset om gearet er uklogt at bruge, ændres det ikke, om det kan bygges? Vi kommer fra et løb, der tænkte Spandex med egernvinger? Jeg kan springe ud af en klippe i det!
  • Et punkt at bemærke til sammenhænge ‘ skyld er, at nogle af de bedste krigere i Attack on Titan faktisk er overmenneskelige (f.eks. Ackermans), som forklarer, hvordan de effektivt kan bruge en sådan enhed. Måske kan nogle moderne moderne kunstige intelligenser / maskinindlærings- / kontrolsystemer afhjælpe behovet for nogle af de responstider, der kræves for at gøre sådanne skarpe vendinger.

Svar

Dette er anime, så du ved allerede svaret. Ethvert element i opgaven har en snebolds chance i helvede med at arbejde. Imidlertid arbejder de alle sammen … godt. Lad os bare sige held og lykke.

Skyd først det “tryk gasbeholder “, der har langt for lav energitæthed. Det er en ikke-starter. Start i det mindste med en reel strømkilde, som forbrænding af kulbrinter. En liter benzin går langt.

For det andet ser det ud til, at han kaster gribekroge. Der er ingen måde, et menneske vil være i stand til at trække det af. Gribekrogen falder med tyngdekraften nøjagtigt med samme hastighed som klatreren. Så hvis du vil have, at det skal gå meget højere end dig, bliver du nødt til at kaste det virkelig hårdt op. Fysisk set har folk ikke muskelstyrken til at gøre det. Du vil gerne fyre disse kæmpekroge fra kanoner drevet af den benzinmotor.

For det tredje kigger dart over tingene. Det er virkelig svært at designe en pile, der indlejrer sig selv 100% af tiden. En rimelig sikkerhedsmargen vil indebære at sikre, at de eksisterende pile, du har på plads, kan forhindre dig i at blive en splotchet på jorden, før du prøver at affyre en anden. Din parkour-udøver vil sandsynligvis have 6-10 kabler, og noget virkelig kreativt for at forhindre dem i at vikle sig ind.

For det fjerde er det svært at tage dart, der er svær at indlejre. Der er meget god chance for, at du vil trække et kabel tilbage i en retning, det ikke vil gå. Du kan ikke bare have bensinmotoren ryk på det, fordi det “vil ændre din bane en masse. Du bliver nødt til aktive pile, som kan blive tyndere på kommando for at frigøre. Generelt set er det i modsætning til de egenskaber, du har brug for, at en pil først trænger igennem.

For det femte ville disse ledninger skabe nogle meget brutale chok. Du har brug for en statisk linje for at undgå at strække under brug og maksimere udholdenhed, men du har brug for en dynamisk strækning, når du begynder at lægge dig i linjen. Dette er faktisk den nemmeste at løse en del af puslespillet. Hver af trådspolerne skal være på sin egen lille elastiske montering. Vil stadig gøre ondt, men bedre end hvad vi ser i anime.

Så er der den menneskelige side, som mange har nævnt. Uddannelse af disse perfekte reaktioner, så du aldrig en gang begår en fejl med din livet på linjen, bliver ikke let.

Når vi taler om, ved du hvor mange gange fyren korrekt kastede krogene i det lille klip, du forbandt? Nul. Ikke en eneste af dem var korrekte. Han blev faktisk en blodig lille splotchet flere gange. Du har brug for at have et kabel, der er over dig for at modstå tyngdekraften. Hvis alt hvad du gør er at starte dem fremad, får du aldrig højde. Han formåede at udføre et web-slinger-lignende træk en gang, hvor han skød en til siden, men det var forkert afbalanceret, så det gjorde ham bare til en blodig plet på væggen.

Åh, og den ene kast, der var nyttigt, var også den slags, der kiggede væk fra stenen, så det var sandsynligvis også en anden rød pyt på jorden. Tøffe vinkler.

Meget svært at lære.

Kommentarer

  • ” For det andet ser det ud til at han ‘ s kaster de gribende kroge. ” I animationen é skyder kroge fra en næseparti på hver side af bæltet, drevet af gassen. I hvert fald godt svar.
  • @Renan Ahh. Det ‘ er svært at fortælle. Linjerne var latterligt løse, da de blev lanceret, så det lignede mere et kast. Linjerne burde virkelig være stramme, mens de blev lanceret.

Svar

Så den anime, var ret interesseret og fascineret med ODM gear. Årsager til, at intet sådan kan nogensinde eksistere i det virkelige liv:

  1. Gribende kroge. Der er ingen måde at trænge igennem noget konkret med et skudprojektil og have et pålideligt greb for at opretholde en menneskelig vægt. Det er muligt med træet, men selv da vil du ikke være i stand til at trække det let ud nok.
  2. Gasoperativsystem. Dets effektivitet er latterligt overdrevet i den anime. Du kan nogle gange se folk flyve lodret med det, mens du i det virkelige liv ville bruge hele din reserve og næsten ikke var få meter høj. For at flyve på trykluft skulle du have brug for hundreder af gange mere trykluft.
  3. Generelt er vi snart vil være i stand til at flyve med elektriske motorer og lithiumbatterier. Der findes allerede en masse ting som det, og de bliver kun bedre. Det er åbenbart et fungerende koncept og giver dig mulighed for ægte 3D-manøvrering overalt, selvom applikationer til det er beskedne og mest for sjov.

Svar

Det kan laves .

Graple kanoner. – Vi har dem lige nu, men i stedet for at bruge gas kunne kontrollerede eksplosioner med krudt sende dem flyvende. Det graple hoved kan være designet til at trænge igennem og deformere, mens det krydser et materiale, for at piske og forblive anker ved det (ikke alle materialer selvfølgelig).

Kablet løsner sig fra grapelhovedet, når det kaldes, og systemet skal indstille et nyt til hans genbrug.

Motor . – Vi kunne tilpasse motorcykelmotoren til at rulle kablerne, når det er nødvendigt. Med nok tinkering ville det fungere i 15 minutter eller mere med kun et par liter benzin.

Kabel .- Vi har nu stærke nok kabler til at understøtte et voksen menneske uden problemer (ved indstillede hastigheder).

Augmented Reality Googles .- Som nævnt i andre svar, er 3D-bevægelse hård og kompliceret, det er derfor, vores testere har brug for understøttelse af et navigationssystem, der beregner afstande, hastighed på oprulning, kollision og målretning af grapel gun mens føreren kun indstiller sin destination.

De tror, at de til en vis grad vil være som den autonome bilteknologi, som vi i dag har tilpasset denne niche.

Du ville ikke være i stand til at udføre nogle af de bevægelser, der kan ses i anime, men med tilstrækkelig træning kunne der opnås virkelig seje akrobatik.

Svar

Jeg vil ikke sige direkte, at det er umuligt, men lad os oprette en tjekliste over, hvad der i øjeblikket kan bygges, og hvad der skal regnes ud.

1 ) Kabler, der er stærke nok: Kulstofnanorør viklet ind i et reb. Dumt dyre, men vil gøre jobbet let.

2) Krog, der trænger ind i væggene, griber væggen og frigiver på kommando: Alle tre kan være opnås ved kontrollerede eksplosioner, så længe der er bygget ledninger i rebet. På tidspunktet for kontakt med væggen kan eksplosivt tryk fra bunden af pilekrogen bruges til at trænge igennem væggen og en tidsbestemt eksplosion inde i krogen, der åbner klappen udad, kan hjælpe med at skabe et greb. Med en styretråd kan du trække klappen tilbage og frigøre grebet, hvilket gør det let at rulle ind igen. Fordelen ved denne tilgang er det reducerede krav enheder på enheden, der starter kablet, da det ikke behøver at gider med penetration, skal du bare nå væggen. Problemet, der skal løses, er, hvordan man eksplosionsfarligt oplader pålideligt. Men jeg er sikker på, at det ikke er et stort problem.

3) Motoren til at starte og trække kablet tilbage (uden meget spænding i det): At starte og trække kablet er to meget forskellige forretninger og kræver forskellige egenskaber fra motoren. Udskydning kræver en høj øjeblikkelig kraft, hvorimod tilbagetrækning kræver langsommere, men stabil, gradvist skiftende kraft, ellers vil kabelkrogen piske ind i dit ansigt, forestil dig pludselig at trække en tråd bundet til en sten. Elektriske motorer kan bruges rimeligt godt med et par ændringer til lancering. Jeg vil anbefale en kraftig fjeder, der skal strækkes af motoren, og lanceringen af kablet vil kræve frigørelse af fjederen.Under tilbagetrækning kan motoren igen strække fjederen via gear. Du behøver ikke længere en gasflaske, bare nogle batteripakker.

3 b *) Træk dig selv, når du trækker rebet tilbage: Nu er den første og største forhindring. Det er latterligt at trække så meget vægt (ca. 100 kg samlet) med den hastighed, der vises i anime. Ved hjælp af en motor- og gearkonstruktion kan du opnå både drejningsmoment (for vægt) og omdrejningstal (for hastighed), men ikke samtidigt. En sandsynlig (men begrænset) løsning ville være at bruge et bungeetov som kabel. Men det vil ikke lade dig bevæge dig som Levi i luften. Afslutningsvis kan du svinge som Tarzan, men Mikasa bliver ikke imponeret.

Kommentarer

  • kulstof nanorør vil også bryde rytternes hals, klatrere bruger reb med give af en grund. eksplosionsladningen har et problem med at gøre ” krog ” meget tung og også gøre det hurtigt nedbrydes, følsomme mekanismer og eksplosiver er ikke en stabil blanding. En fjeder vil ikke generere tilstrækkelig kraft til at bevæge krogen og kablet en nyttig afstand, ikke uden at veje mange hundrede pund.

Svar

Som sædvanlig er der behov for en rammeskift for at opnå det, der afbildes, uden at gøre brugeren til en plet på fortovet. De tidligere indlæg har opsummeret problemerne meget godt, så jeg gentager dem ikke her.

Jeg vil foreslå, at tiden og energien og ressourcerne ville blive brugt meget bedre på en slags jetpack eller personlig flyvemaskine. Raket- og jetdrevne jetpacks har eksisteret siden 1960erne, hvor Bell var banebrydende for en raketpakke, der brugte nedbrydningen af stærkt koncentreret H2O2 til at skabe en dampraket. Tidlige raketpakker kunne simpelthen ikke rumme nok brændstof til mere end et par sekunders tryk, hvilket gjorde dem spektakulære til stuntarbejde, men ellers upraktiske.

Imidlertid har moderne teknologi tilbudt flere flere praktiske alternativer (for visse versioner af “praktisk”). Personlige flyveapparater, der bruger store lukkede rotorer, er blevet demonstreret samt et “flyboard”, der bruger små turbinemotorer.

indtast billedebeskrivelse her

Martin Jetpack

indtast billedbeskrivelse her

Zapata flyboard

Så fra et teknologisk synspunkt at få en person ind luften og at flyve rundt mellem bygninger og træer er faktisk muligt. Martin Jetpack er sandsynligvis mere økonomisk set fra et effektivitetssynspunkt (at accelerere store luftmasser langsomt er mere effektivt end at accelerere små mængder luft hurtigt), mens flyboardet er langt mere kompakt og mobil.

Det virkelige problem hvilket er blevet hentydet til er hastigheden af menneskelige reflekser og G-belastningen af kroppen, når man foretager hurtige ændringer i retning. At flyve hurtigt på en uberegnelig sti gennem et begrænset rum (som en bymiljø eller skov) vil være uden for en menneskelig pilots evne. Det er sandsynligt, at maskinen bliver nødt til at være på autopilot, hvor den menneskelige pilot i det væsentlige siger noget som “få mig til at pege D via vejpunkter B og C, og aldrig stige over tagterrasseniveauet” og lade maskinen gøre resten.

Dette ville også have brug for en ændring i, hvordan mennesket bæres i maskinen, da det at være uhæmmet (som på flyboardet) vil resultere i enten at blive kastet af under flyvningen eller lide alvorlige kvæstelser, som du er kastet omkring i flyvning. Martin Jetpack er noget bedre i den henseende, skønt personen sandsynligvis bliver nødt til at være langt mere stift begrænset og sandsynligvis iført en “G” -dragt for at levere modtryk og forhindre, at blod og væsker samler sig for meget, når køretøjet kaster sig rundt omkring bygninger.

Som en slags ekstrem kontrolsum kan du gå langt hurtigere (f.eks. i et laserfremdrevet “lightcraft”, der udvinder laserenergi fra en satellit i kredsløb), hvis du var pakket i et tæt rør fuld af iltet væske som både omgav dig og også infunderede alle rum inde i din krop. At hoppe ud for at konfrontere giganter efter det kan dog være noget problematisk, men …

indtast billedbeskrivelse her

Begrebsmodel for en enkelt person lightcraft

Så mens der ikke er nogen praktisk måde at hoppe rundt i bymæssige eller andre indstillinger ved hjælp af kabelapparat som afbildet i showet, hvis du faktisk vil være i stand til at udføre tredimensionel manøvre ved høje hastigheder, er det noget sandsynligt for en meget avanceret flyvemaskine at udføre jobbet, så længe passageren er ordentligt beskyttet og tilbageholdt. Bekæmpelse af giganter på denne måde er en helt anden sag.

Svar

ikke som i angreb på titan, sandsynligvis, men jeg tror alternativer ville være muligt.for eksempel: kryds på edderkopper:

giv dem loyalitet over for mennesker (som hunde)

ordentlige lunger (bugs og edderkopper og lignende har ikke vejrtrækningsmuskler, men har i stedet en flok rør rundt om deres kroppe og stole på passivt iltindtag)

en meget større størrelse (igen hunde som et eksempel: fra ulvestørrelse til små mops).

du kunne så bær edderkoppen på ryggen og få den til at skyde webs.

Du kan også gøre noget mekanisk, men det er for dyrt og kedeligt

Kommentarer

  • Tror du virkelig at udvikle disse virkelige pok é mon ville være billigere end invektorer?

Svar

  1. Batteri

  2. Stærk motor til at trække menneske og indstille “” pistol “” for at låse

  3. Pistollignende del til at skyde krogen

  4. Skift med 4 forskellige handlinger. Én afbryder ville trække ledningen af presset hele vejen, den anden ville bevæge dig (menneske) den samme handling, men mindre styrke for krogen ikke at blive fjernet, tredje kontakt ville skyde krogen.

  5. / ol>

    Ledningen skal være stærk nok til at understøtte et menneske. Miljøet er en stor ting for krogen til Grab And Stay there, medmindre du udløser det

    Kommentarer

  • Hvad henviser disse tal til?
  • Velkommen til siden, geo k. Bemærk, at Worldbuilding SE er dedikeret til at give detaljerede svar på specifikke spørgsmål, som en bruger har, mens han bygger sin fiktive verden. Svarene skal give detaljer og understøttende information (og være velformaterede, selvom vi kan hjælpe med det), der gør svaret nyttigt og klart. Det kan være en god idé at revidere dette for at udvide den idé, der præsenteres her; Ellers kan den slettes for at være af lav kvalitet. Du er velkommen til at tage turen og tjekke vores sidekultur .
  • Dette ser ikke ‘ t virkelig ud til at svare på spørgsmålet …

Skriv et svar

Din e-mailadresse vil ikke blive publiceret. Krævede felter er markeret med *