Contesto
Nellanimé Attack on Titan, le forze armate utilizzano un dispositivo speciale chiamato dispositivo di manovra 3D (chiamato anche dispositivo di movimento verticale) per muoversi nellaria. Il sistema si basa su un paio di rampini sparati dalla vita e gas compresso. Il gas viene utilizzato sia per sparare e riavvolgere i fili, sia per spingere lutente su più assi attraverso una coppia di scarichi sul retro. Gli scarichi sono montati su giunto cardanico per consentire la rotazione. Il sistema funziona tramite una coppia di controller cablati, uno per ogni lato dellutente.
Di seguito sono riportati alcuni schemi:
Ed ecco la cosa in azione:
Credo che un tale sistema, nella vita reale, sarebbe inutile per lo scopo previsto (azione militare, specialmente contro i giganti). Il motivo principale della sua creazione è un mix di necessità di trama alleate con la regola del freddo. Penso che sia anche anacronistico per la sua ambientazione e leggermente Steampunk.
Comunque! Supponiamo che un miliardario del nostro mondo reale volesse costruire un dispositivo di manovra 3D funzionale. Sarebbe possibile?
Obiettivo
Costruire un dispositivo indossabile che consenta allutente di oscillare tra edifici, alberi o altri elementi alti / alti dei propri ambienti, combinando rampini , fili di acciaio e aria compressa o altri gas.
Lobiettivo è avere uno o più prototipi: la produzione in serie va oltre lo scopo.
Modifica: Non è necessario raggiungere le velocità viste nello spettacolo. Le alternative possono consentire unascesa o una discesa nel tempo libero, ad esempio.
Vincoli
Il progetto inizierà con un livello tecnologico che ci si aspetta di avere nei prossimi cinque anni. Va bene (anche previsto) se vengono sviluppate nuove tecnologie per e grazie al progetto.
Lattrezzatura di manovra 3D nella vita reale potrebbe essere più grande di quella immaginaria: uno zaino molto grande sarebbe accettato, ma dovrebbe non essere più pesante di 60 kg.
Il denaro non è un vincolo.
Motivazione
Questo strumento può essere utilizzato dai vigili del fuoco, cerca & personale di soccorso, alpinisti e lavavetri. Anche la regola del freddo.
Commenti
- Proprio come con Spiderman che si lancia e (lui e Superman) rapiscono le persone che cadono a velocità terminale, io prevedere un sacco di vertebre frantumate. E le densità di energia sono sempre astronomicamente più alte nella narrativa che nella vita reale. Quindi … no.
- Dimentica lattrezzatura, voglio le ginocchia di questi ragazzi che possono atterrare a quelle velocità in piedi e continuare a correre senza alcun danno.
- Ecco ‘ è anche il fatto che alle velocità mostrate nella serie, il tempo di risposta umano è insufficiente. ‘ è come linseguimento in bici da corsa su Endor: a quelle velocità, le persone non possono ‘ schivare ostacoli imprevisti. IRL, loro ‘ morirebbero.
- Un altro punto cruciale: i cavi sono sempre IRL più spessi e più deboli della finzione. ( No , i nanotubi di carbonio non sono per niente altro che giocattoli da laboratorio. ‘ è il motivo per cui ‘ è fantastico per le sciocchezze immaginarie come gli ascensori spaziali).
- E anche più pesanti. I cavi sono dannatamente pesanti.
Answer
La prima parte non risponde alle difficoltà tecniche di un tale dispositivo, ma una questione concettuale più fondamentale.
Schermitori competitivi sono alcuni dei più veloci gli umani sulla Terra (sia per auto-selezione nello sport sia per laspetto darwiniano che se sei in grado di vincere abbastanza attacchi da voler continuare a farlo …) e per noi, la differenza tra te che segna un tocco per primo o me che segna un tocco per primo è impostato su 1/32 di secondo, che è la metà del tempo di risposta umano inferiore di 1/16 di secondo.
E devo ti dico come schermidore, artista marziale e motociclista ad alte prestazioni: è abbastanza sorprendentemente veloce tempo di risposta.
Quindi @jdunlop è davvero solido punto qui: alla velocitie Come indicato nellOP e nel video, è molto improbabile che un operatore-scambista umano possa rispondere abbastanza rapidamente da non finire sbattuto contro qualche elemento dellambiente costruito o altro.
È anche degno di nota che gli umani ” esauriscono ” di digiuno -Cambia le decisioni abbastanza rapidamente, raggiungendo ” affaticamento decisionale ” quando è probabile che facciano errori di valutazione selvaggi o non riescano a decidere – o più tipicamente solo … congelare .
In questo scenario, uno risultato probabilmente sarà terminale!
La seconda parte sembra brevemente in fisica (senza matematica)
La forza dei materiali è un problema immenso con questo concetto, sia per il dispositivo e i suoi componenti che per il & elementi dellambiente naturale utilizzati come punti di sollevamento per questa idea.
Il dispositivo:
Il cablaggio in acciaio non sarebbe nemmeno vicino a abbastanza forte o avrebbe abbastanza longevità sotto il continuo diversi fattori di stress applicati e raggiungerebbero molto rapidamente la fatica e il taglio del metallo. Tieni presente che “re non parlando del carico solo della massa delloperatore-scambiatore e della massa della bombola di gas compresso e del gas allinterno, stiamo anche parlando circa il carico intrinseco della lunghezza del cablaggio stesso e, soprattutto, la forza (semplicisticamente Massa x Accelerazione [più accuratamente vedere lequazione vettoriale sotto]) che viene esercitata lungo quel cavo (tensione) dal movimento massa delloperatore-swinger e del suo equipaggiamento – e successivamente è cambiato in modo massiccio sia in ampiezza che in vettore ad ogni nuovo evento di connessione-trazione-oscillazione-getto-disconnessione Ogni evento di arresto forzato è unenorme decelerazione, che mette a dura prova quei cavi, chiedi a un gruista informazioni sui fattori di carico di lavoro e sullo stress di frenata: facilitano quei carichi pesanti verso il basso a causa dellenorme impatto che cambiamenti improvvisi possono avere sui cavi del paranco – e in effetti laltra modalità di guasto massiccio per il cablaggio del paranco è il detensionamento improvviso dopo il sovraccarico – porta a una sorta di disfacimento / disfacimento chiamato ” birdcaging ” che poi viene fatto passare attraverso le varie pulegge e blocchi della gru e il cavo viene masticato a morte.
Quindi lunico materiale che conosciamo al momento che si avvicina a questo livello di resistenza alla trazione, resistenza al peso e resilienza è la seta di ragno naturale.
dove vettore p è la quantità di moto del sistema e il vettore F è th e forza netta (somma vettoriale). Se un corpo è in equilibrio, la forza netta è nulla per definizione (tuttavia possono essere presenti forze bilanciate). Al contrario, la seconda legge afferma che se cè una forza sbilanciata che agisce su un oggetto, la quantità di moto delloggetto cambierà nel tempo.
Il gas compresso ha una massa – e più è compresso, più è denso, maggiore è la massa; inoltre, i recipienti a pressione sono incredibilmente densi e devono essere fabbricati secondo specifiche piuttosto precise – e sono pesante (chiedi a un subacqueo) allestremo. Ciò aggiunge immensamente il carico sullacciaio presunto cablaggio – e più è compresso il gas, più denso deve essere il recipiente a pressione per vincolarlo. Inoltre, avere abbastanza gas per sollevare loperatore di scambio attraverso lo spazio e invertire i vettori quando necessario significa serbatoio è incredibilmente grande. E, naturalmente, hai una versione in continua crescita del lemma del missile: più reagente = più massa da muovere = più reagente necessario – ma in questo caso con laggiunta tutti i vincoli che operano allinterno di un quadro di riferimento gravitazionale 1G.
Cinghie / cinghie dellimbracatura: limbracatura indossata per lanciare il corpo umano in giro non dovrebbe essere solo forte e aderente (con queste forze, anche la minima lallentamento provocherà un enorme danno da impatto causato dalle cinghie che colpiscono il corpo delloperatore scambista ad ogni evento); le cinghie dovrebbero essere larghe in qualsiasi punto che sopportino un carico significativo, e tuttavia in qualche modo abbastanza conformabili alla forma del corpo da non essere incredibilmente scomode o disarticolate.
Operatore scambista – praticamente nessuno dei due non lo è “T un essere umano non aumentato allinizio o muore molto rapidamente – anche supponendo in qualche modo di battere in modo ondeggiante il punto del tempo di reazione che ho sollevato sopra, gli enormi carichi di accelerazione (3-5 gravità) in rapida successione in direzioni diverse indurrebbero blackout, redout, rotture arti, articolazioni disarticolate, spina dorsale rotta, collo rotto, decapitazioni …
Elementi dellambiente naturale o costruito: ciascuno degli elementi utilizzati come punto di acquisto dai ” rampini ” sarebbe soggetto a carichi sia di compressione che di trazione in successione molto rapida in aree molto di piccole dimensioni di carico puntuale, e nella maggior parte dei casi possiamo assumere cose come cemento, pietra, vetro e altri sistemi di facciata simili materiali – di tanto in tanto legno, e ancora meno frequentemente acciaio o altre superfici metalliche. Con questi tipi di impatti e carichi, i rampini sfondano semplicemente i materiali allaumentare del carico; quando ogni rampino si libera (perforando frammenti di cemento intorno al suo punto di attacco in modo che diventino schegge che si muovono verso il nostro operatore-scambista) improvvisamente fa precipitare il nostro operatore-scambista fuori o giù nello spazio e spostando non solo il carico rimanente ma ora aumentato su altre connessioni con i rampini – anche queste falliranno catastroficamente … Penso che tu abbia lidea del pancake carnoso peloso, piatto e squallido sullidea del groundplane.
Commenti
- Il fatto che lattrezzatura sia o meno poco saggia da usare non cambia se può essere costruita, no? Veniamo da una razza che pensava “Spandex con ali di scoiattolo? Posso saltare da un dirupo con quello! “
- Un punto da notare per i contesti ‘ è che alcuni dei migliori combattenti di Attack on Titan sono in realtà superumani (es. gli Ackerman), che spiega come possono utilizzare in modo efficiente un tale dispositivo. Forse alcuni moderni sistemi di intelligenza artificiale / apprendimento automatico / controllo potrebbero alleviare la necessità di alcuni dei tempi di risposta necessari per compiere svolte così brusche.
Risposta
Questo è anime, quindi conosci già la risposta. Qualsiasi elemento dellattività ha una possibilità a palla di neve di funzionare allinferno. Tuttavia, tutti lavorano insieme … beh. Diciamo solo buona fortuna.
Per prima cosa, abbandonare il “pressurizzato contenitore di gas “con densità energetica molto troppo bassa. È un non-antipasto. Almeno inizia con una vera fonte di energia, come bruciare idrocarburi. Un litro di benzina fa molta strada.
Secondo, sembra che stia lanciando i rampini. Non cè modo che un essere umano sia in grado di tirarlo fuori. Il rampino cade con la gravità esattamente alla stessa velocità dello scalatore. Quindi, se vuoi che vada molto più in alto di te, dovrai lanciarlo molto forte. Fisicamente parlando, le persone non hanno la forza muscolare per farlo. Vorresti sparare questi rampini da pistole azionate da quel motore a benzina.
Terzo, i dardi guardano fuori le cose. È davvero difficile progettare una freccetta che si incastra da sola il 100% delle volte. Un ragionevole margine di sicurezza implicherebbe assicurarsi che le freccette esistenti che hai in posizione possano impedirti di diventare un bersaglio a terra prima di tentare di spararne un altro. Il tuo praticante di parkour aereo vorrà probabilmente 6-10 cavi e qualcosa di veramente creativo per evitare che si impiglino.
Quarto, le freccette che sono difficili da incorporare sono difficili da estrarre. buone possibilità che tu voglia ritrarre un cavo in una direzione in cui non vuole andare. Non puoi semplicemente far sobbalzare il motore a gas, perché questo cambierà un po la tua traiettoria. Avrai bisogno di dardi attivi che possono diventare più sottili a comando per disinnestarsi. In generale, questo è in contrasto con le proprietà di cui avrai bisogno per penetrare un dardo.
Quinto, questi fili creerebbero degli shock molto brutali. Hai bisogno di una linea statica per evitare lo stretching durante luso e massimizzare la resistenza, ma hai bisogno di un po di allungamento dinamico quando inizi a sdraiarti sulla linea. Questa è in realtà la parte più facile da risolvere del puzzle. Ciascuna delle bobine di filo deve essere sul proprio piccolo supporto elastico. Farai ancora male, ma meglio di quello che vediamo nellanime.
Poi cè il lato umano, che molti hanno menzionato. Allenare queste reazioni perfette in modo da non commettere mai un errore, con il tuo la vita sulla linea, non sarà facile.
A proposito, sai quante volte il ragazzo ha gettato correttamente i rampini nella piccola clip che hai collegato? Zero. Nemmeno uno di Erano corrette. In realtà è diventato un dannato piccolo splotchet più volte. Hai bisogno di avere un cavo sopra di te per opporsi alla gravità. Se tutto ciò che fai è lanciarli in avanti, non guadagni mai quota. Una volta è riuscito a fare una mossa simile a una ragnatela quando ne ha sparato uno di lato, ma era bilanciata in modo improprio, quindi questo gli ha fatto solo una macchia insanguinata sul muro.
Oh, e quello Il lancio che era utile era anche del tipo che lanciava lo sguardo dalla pietra, quindi probabilmente era anche unaltra pozzanghera rossa sul terreno. Angoli difficili.
Davvero molto difficile da imparare.
Commenti
- ” Secondo, sembra che ‘ lancia i rampini. ” Nellanim é, i ganci vengono lanciati da un museruola su ogni lato della cintura, alimentata dal gas. Comunque, ottima risposta.
- @Renan Ahh. È ‘ difficile da dire. Le linee erano ridicolmente sciolte quando sono state lanciate, quindi sembrava più un lancio. Le linee dovrebbero essere davvero tese durante il lancio.
Answer
Ho guardato quellanime, ero piuttosto interessato e affascinato con ingranaggio ODM. Motivi per cui niente del genere può e non potrà mai esistere nella vita reale:
- Grappling hooks. Non cè modo di penetrare qualcosa di simile al cemento con un proiettile e avere una presa affidabile per sostenere un peso umano. È possibile con il legno, ma anche così non sarai in grado di estrarlo abbastanza facilmente.
- Sistema operativo a gas. La sua efficienza è ridicolmente esagerata in quellanime. A volte puoi vedere persone che volano verticalmente con esso, mentre nella vita reale useresti tutta la tua riserva e arrivavi a malapena a pochi metri di altezza. Per volare su unaria compressa avresti bisogno di centinaia di volte più aria compressa.
- In generale, presto lo saremo sarò in grado di volare con motori elettrici e batterie al litio. Un sacco di cose del genere esistono già e miglioreranno solo. Ovviamente è un concetto funzionante e ti consente di manovrare in 3D ovunque, anche se le applicazioni per questo sono scarse ed è principalmente per divertimento.
Risposta
Può essere creato .
Graple guns .- Li abbiamo adesso, ma invece di usare gas, esplosioni controllate con polvere da sparo potrebbero farli volare. La testa della pinza può essere progettata per penetrare e deformarsi durante lattraversamento di un materiale, per fissarlo e fissarlo (non tutti i materiali ovviamente).
Il cavo si staccherebbe dalla testa della pinza quando viene chiamato e il sistema dovrebbe impostarne uno nuovo per il suo riutilizzo.
Motore .- Potremmo adattare il motore di una moto per avvolgere i cavi quando necessario. Con abbastanza armeggiare funzionerebbe per 15 minuti o più con pochi litri di benzina.
Cavo .- Ora abbiamo cavi abbastanza resistenti da supportare senza problemi un essere umano adulto (a velocità prestabilite).
Google di realtà aumentata .- Come affermato in altre risposte, la mobilità 3D è difficile e complicata, ecco perché il nostro tester avrebbe bisogno del supporto di un sistema di navigazione che calcoli distanze, velocità di avvolgimento, collisione e puntamento delle mitragliatrici mentre il guidatore si limita a stabilire la sua destinazione.
Lidea sarebbe in qualche modo simile alla tecnologia delle auto autonome che abbiamo adattato oggi a questa nicchia.
Non saresti in grado di eseguire alcuni dei movimenti che possono essere visti nellanime, ma con un allenamento sufficiente potresti ottenere acrobazie davvero interessanti.
Risposta
Non dirò apertamente che è impossibile, ma creiamo un elenco di controllo di ciò che può essere attualmente costruito e di ciò che deve essere capito.
1 ) Cavi abbastanza forti: nanotubi di carbonio avvolti in una corda. Stupidamente costosi, ma andranno bene, facilmente.
2) Gancio che penetra nei muri, afferra il muro e si rilascia a comando: tutti e tre possono essere realizzato da esplosioni controllate, purché i cavi di controllo siano incorporati nella fune. Al momento del contatto con il muro, la spinta esplosiva dalla base del gancio della freccia può essere utilizzata per penetrare nel muro e unesplosione temporizzata dallinterno del gancio, aprendo il il lembo verso lesterno, può aiutarlo a creare una presa. Con un filo di controllo, puoi ritrarre il lembo e rilasciare la presa, facilitando il rientro. Il vantaggio di questo approccio è la ridotta richiesta entri sul dispositivo che lancerà il cavo, poiché non deve preoccuparsi della penetrazione, basta raggiungere il muro. Il problema da risolvere è come ricaricare in modo affidabile le cariche esplosive. Ma sono sicuro che non è un grosso problema.
3) Il motore per lanciare e ritrarre il cavo (senza molta tensione in esso): il lancio e il riavvolgimento del cavo sono due attività molto diverse e richiedono caratteristiche diverse dal motore. Il lancio richiede una forza istantanea elevata, mentre il ritiro richiede una forza più lenta ma costante, che cambia gradualmente, altrimenti il gancio del cavo ti sbatterà in faccia, immagina solo di tirare improvvisamente un filo legato a una pietra. Possono essere utilizzati motori elettrici abbastanza bene con qualche modifica, per il varo, consiglierei una molla potente da far tendere dal motore, il lancio del cavo richiederebbe il rilascio della molla.Durante la retrazione, il motore può allungare nuovamente la molla tramite ingranaggi. Non hai più bisogno di una bombola del gas, solo di alcuni pacchi batteria.
3 b *) Tirarsi quando si ritrae la corda: questo è il primo e principale ostacolo. Tirare così tanto peso (circa 100 kg complessivi), alla velocità mostrata nellanime, è ridicolo. Utilizzando un gruppo motore e ingranaggio, è possibile ottenere sia la coppia (per il peso) che il numero di giri (per la velocità) ma non contemporaneamente. Una soluzione probabile (ma limitata) sarebbe quella di utilizzare una corda elastica come un cavo. Ma non ti permetterà di muoverti come Levi a mezzaria. In conclusione, puoi oscillare come Tarzan, ma Mikasa non rimarrà colpito.
Commenti
- I nanotubi di carbonio romperanno anche il collo del ciclista, gli scalatori usano la corda per dare una ragione. la carica esplosiva ha un problema nel rendere il ” gancio ” molto pesante e anche nel farlo si rompe rapidamente, i meccanismi sensibili e gli esplosivi non lo sono un mix stabile. Una molla non genererà una forza sufficiente per spostare il gancio e il cavo di una distanza utile, non senza pesare molte centinaia di libbre.
Risposta
Come al solito, è necessario un cambio di cornice per realizzare ciò che viene raffigurato senza rendere lutente una macchia sul marciapiede. I post precedenti hanno riassunto molto bene i problemi, quindi non li ripeterò qui.
Suggerirei che il tempo, lenergia e le risorse sarebbero molto meglio spesi su una sorta di jetpack o dispositivo di volo personale I jetpack alimentati da razzi e jet sono in circolazione dagli anni 60, con Bell che ha aperto la strada a un razzo che utilizzava la decomposizione di H2O2 altamente concentrato per creare un razzo a vapore. I primi razzi semplicemente non potevano contenere abbastanza carburante per più di pochi secondi di spinta, il che li rendeva spettacolari per le acrobazie, ma per il resto poco pratici.
Tuttavia, la tecnologia moderna ha offerto molte alternative più pratiche (per certo versioni di “pratico”). Sono stati dimostrati dispositivi di volo personali che utilizzano rotori chiusi di grandi dimensioni, nonché un “flyboard” che utilizza piccoli motori a turbina.
Martin Jetpack
Zapata flyboard
Quindi, da un punto di vista tecnologico, far entrare una persona laria e il volo tra edifici e cime degli alberi è effettivamente possibile. Il Martin Jetpack è probabilmente più economico dal punto di vista dellefficienza (accelerare lentamente grandi masse daria è più efficiente che accelerare rapidamente piccole quantità daria), mentre il flyboard è molto più compatto e mobile.
Il vero problema a cui si è alluso è la velocità dei riflessi umani e il carico G del corpo quando si effettuano rapidi cambi di direzione. Volare rapidamente in un percorso irregolare attraverso uno spazio limitato (come un ambiente urbano o una foresta) andrà oltre le capacità di un pilota umano. È probabile che la macchina debba essere con il pilota automatico, con il pilota umano che essenzialmente dice qualcosa come “portami al punto D attraverso i punti B e C, e non salire mai sopra il livello del tetto” e lasciando che la macchina faccia il resto.
Ciò richiederebbe anche un cambiamento nel modo in cui lessere umano viene trasportato nella macchina, poiché essere sfrenato (come sul flyboard) rischia di essere lanciato durante il volo o di subire gravi lesioni mentre sei scagliati in volo. Il Martin Jetpack è in qualche modo migliore in questo senso, anche se la persona dovrà essere molto più rigidamente vincolata e probabilmente indossare una tuta “G” per fornire la contropressione ed evitare che sangue e fluidi si accumulino eccessivamente mentre il veicolo si getta intorno al edifici.
Come una sorta di somma di controllo estrema, potresti andare molto più veloce (ad esempio in un “velivolo leggero” a propulsione laser che estrae energia laser da un satellite in orbita) se fossi imballato in un tubo stretto pieno di fluido ossigenato che ti circondava e infondeva anche tutti gli spazi allinterno del tuo corpo. Saltare fuori per affrontare i giganti potrebbe essere alquanto problematico, tuttavia …
Modello concettuale di un velivolo leggero da una sola persona
Quindi, anche se non esiste un modo pratico per saltare in ambienti urbani o di altro tipo utilizzando apparecchi via cavo come illustrato nello spettacolo, se si vuole effettivamente essere in grado di eseguire manovre tridimensionali ad alta velocità, è in qualche modo plausibile che una macchina volante molto avanzata faccia il lavoro, purché il passeggero sia adeguatamente protetto e trattenuto. Combattere i giganti in questo modo è tutta unaltra cosa.
Rispondi
non come in Attacco a Titano, probabilmente, ma penso che alternative sarebbe fattibile.ad esempio: cryspr sui ragni:
dai loro lealtà verso gli umani (come i cani)
polmoni adeguati, (insetti e ragni e roba del genere non hanno muscoli respiratori, ma hanno invece un un sacco di tubi intorno ai loro corpi e fanno affidamento sullassunzione passiva di ossigeno)
una taglia molto più grande (di nuovo, i cani come esempio: dalla taglia del lupo ai carlini piccoli).
poi indossa il ragno sulla schiena e fagli sparare ragnatele.
potresti anche fare qualcosa di meccanico, ma è troppo costoso e noioso
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- Pensi davvero che lo sviluppo di questi pok della vita reale é mon sarebbe più economico delle macchine per linnovazione?
risposta
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Batteria
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Motore potente per tirare umani e impostare “” pistola “” per bloccare
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Parte simile a una pistola per sparare al gancio
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Cambia con 4 diverse azioni. Un interruttore tirerebbe il filo premuto fino in fondo, il secondo sposterebbe te (umano) la stessa azione ma meno forza per non rimuovere il gancio, il terzo interruttore sparerebbe al gancio.
Il cavo dovrebbe essere abbastanza forte da supportare un essere umano. Lambiente è un grosso problema per lhook di Grab And Stay there a meno che non lo attivi
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- A cosa si riferiscono questi numeri?
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- Questo ‘ non sembra davvero rispondere alla domanda …