進撃の巨人から3D操縦装置を構築できますか?

コンテキスト

アニメの進撃の巨人では、軍隊は3D操縦ギア(垂直移動ギアとも呼ばれます)と呼ばれる特別なデバイスを使用します空中を移動します。このシステムは、腰から発射された一対の鉤縄と圧縮ガスに基づいています。ガスは、ワイヤーの発射と巻き戻し、および背面の1対の排気を通してユーザーを複数の軸で推進するために使用されます。エキゾーストはジンバルに取り付けられ、回転できるようになっています。システムは、ユーザーの両側に1つずつ、一対の有線コントローラーを介して操作されます。

回路図は次のとおりです。

回路図パート1

回路図パート2

実際の動作は次のとおりです。

走れ、エレン、走れ!

このようなシステムは、実際には、本来の目的(特に巨人に対する軍事行動)には役に立たないと思います。その作成の主な理由は、クールのルールと関連するプロットの必要性の組み合わせです。設定も時代錯誤で、少しスチームパンク風だと思います。

しかし!私たちの現実世界の億万長者が、機能的な3D操縦装置を作りたいと思ったとします。可能でしょうか?

目標

グラップリングフックを組み合わせることで、ユーザーが建物、木、またはその他の環境の高さ/高さの要素間をスイングできるウェアラブルデバイスを構築すること。 、鋼線と圧縮空気またはその他のガス。

目的は、1つまたは複数のプロトタイプを作成することです。大量生産は範囲を超えています。

編集:ショーで見られる速度を達成する必要はありません。たとえば、別の方法で余暇の上昇や下降が可能になります。

制約

プロジェクトは、今後5年間に期待される技術レベルから始まります。プロジェクトのために、そしてプロジェクトのために新しいテクノロジーが開発されても問題ありません。

実際の3D操縦装置は、架空のものよりも大きい場合があります。非常に大きなバックパックが受け入れられますが、そうする必要があります。 60kgを超えないようにしてください。

お金は制約ではありません。

動機付け

このツールは消防士が使用できます。救助隊員、登山家、窓拭き。また、クールのルール。

コメント

  • スパイダーマンがぶらぶらしているのと同じように、(彼とスーパーマンは)終端速度で落下する人々をひったくります。粉々になった椎骨のたくさんを予測します。そして、エネルギー密度は、フィクションでは実生活よりも常に天文学的に高くなっています。だから…いいえ。
  • ギアを忘れて、足にその速度で着地し、怪我をすることなく走り続けることができるこれらの人の膝が欲しいです。
  • そこに’は、シリーズに示されている速度では、人間の応答時間が不十分であるという事実もあります。 ‘は、Endorでのスピーダーバイクの追跡のようなものです。これらの速度では、人々は’予期しない障害物をかわすことができません。 IRL、彼らは’死ぬだけです。
  • もう1つの重要なポイント:ケーブルは常にフィクションよりも太くて弱いIRLです。 (いいえ、カーボンナノチューブは、実験用のおもちゃ以外のどこにもありません。’理由は’宇宙エレベーターのような架空のナンセンスに最適です。
  • そしてもっと重いです。ケーブルはかなり重いです。

回答

パート1は、このようなデバイスの技術的な問題に対応していません。しかし、より根本的な概念上の問題です。

競争力のあるフェンシングは、 最速 地球上の人間(スポーツへの自己選択と、それを続けたいと思うほどの試合に勝つことができれば…)そして私たちにとっての違いあなたが最初にタッチを獲得するか、私が最初にタッチを獲得するかは、1/32秒に設定されます。これは、人間の下限である1/16秒の応答時間の半分です。

そして私はフェンシング選手、武道家、そして高性能モーターサイクリストとしてあなたに教えてください-それはかなり驚くべき 速い 応答時間。

つまり、 @jdunlop は非常に安定しています。ここを指す:速度でOPとビデオに示されているように、人間のスウィンガーオペレーターが、構築された環境要素などにパンケーキされないほど迅速に応答する可能性はほとんどありません。

人間の”が”高速でなくなることも 注目に値します。 -意思決定を非常に迅速にひねり、”決断疲労”に到達します。 … フリーズ

このシナリオでは、どちらかの結果が最終的なものになる可能性があります!

パート2は >物理学で簡単に(数学なしで)

材料の強度は、デバイスとそのコンポーネント、および構築された&このアイデアのホイストポイントとして使用されている自然環境要素。

デバイス:

スチールケーブルは、継続的に十分な強度に近いか、十分な寿命がありません。さまざまなストレッサーが適用され、金属の疲労とせん断に非常に急速に到達します。 ではないことに注意してください スウィンガーオペレーターの質量とその圧縮ガスキャニスターと内部のガスの質量の だけの負荷について話します。ケーブル自体の長さの固有の負荷について、そしてより重要なことに、移動によってそのケーブル(張力)に沿って加えられる力(単純に質量x加速度[以下のベクトル方程式をより正確に参照])スウィンガーオペレーターとその機器の質量-その後、新しい接続-プル-スイング-ジェット-切断イベントごとに、振幅とベクトルの両方が大幅に変化しました。すべてのハードストップイベントは大規模な減速であり、これらのケーブルに大きな負担をかけます。クレーンのオペレーターに、作業負荷係数とブレーキ応力について尋ねます。 緩和 突然の変化がホイストケーブルに与える可能性のある大きな影響によるこれらの重い負荷の低下-実際、ホイストケーブルのもう1つの大規模な故障モードは、過負荷後の突然の張力低下です-一種の” birdcaging “と呼ばれる解きほぐし/解きほぐしは、クレーンのさまざまな滑車やブロックを通り抜け、ケーブルが噛み砕かれます。

したがって、現時点でこのレベルの引張強度、重量に対する強度、および弾力性に近い材料は、天然のスパイダーシルクだけです。

ここに画像の説明を入力

where vector pはシステムの運動量であり、ベクトルFはthです。 eネット(ベクトル和)力。物体が平衡状態にある場合、定義上、正味の力はゼロになります(それでも平衡力が存在する可能性があります)。対照的に、2番目の法則では、オブジェクトに不均衡な力が作用すると、オブジェクトの運動量が時間とともに変化することになります。

圧縮ガスには質量があり、圧縮率が高いほど、密度が高くなり、質量が大きくなります。さらに、圧力容器は非常に密度が高く、かなり厳密な仕様で製造する必要があります。 重い (スキューバダイバーに尋ねる)極端に。これにより、推定鋼の負荷が非常に増加します。ケーブル接続-そしてガスがより圧縮されるほど、圧力容器はそのガスを拘束するために密度を高くする必要があります。さらに、必要に応じてスウィンガーオペレーターを空間に持ち上げ、ベクトルを逆にするのに十分なガスを確保することは、貯水池は驚くほど大きいですそしてもちろん、あなたはロケットのレンマの絶えずエスカレートするバージョンを持っています:より多くの反応物=より多くの移動する質量=より多くの反応物が必要です-しかしこの場合は追加1G重力基準フレーム内で動作するすべての制約。

ハーネスウェビング/ストラップ-人体を投げるために着用するハーネスは、強くてしっかりとフィットするだけでなく(これらの力で、わずかでも)必要です。たるみは、各イベントでスウィンガーオペレーターの体にストラップが叩きつけられることによる甚大な衝撃損傷につながります。ストラップは、大きな負荷がかかる場所ではヘッカ幅である必要がありますが、体型に十分に適合しているため、信じられないほど不快になったり、関節が関節から外れたりすることはありません。

スウィンガーオペレーター-どちらもほとんどありません。 「拡張されていない人間は、最初から非常に早く死ぬか、上で上げた反応時点をなんとか手で打ち負かしたとしても、さまざまな方向にすばやく連続して大きな加速負荷(3〜5の重力)が発生すると、停電、赤字、破損が発生します。手足、関節のない関節、背骨の骨折、首の骨折、脱頭…

構築された要素または自然環境の要素-“グラップリングフック”は、非常に小さい点荷重サイズの領域で、圧縮荷重と引張荷重の両方を非常にすばやく連続して受けます。ほとんどの場合、コンクリート、石、ガラス、その他の同様のファサードシステムなどを想定できます。材料-たまに木、そしてさらに少ない頻度で鋼または他の金属表面。これらの種類の衝撃と荷重では、荷重が増加すると、グラップリングフックは単に材料を突き破ります。各グラップリングフックが自由に飛び出すと(アタッチメントポイントの周りからコンクリートの破片を打ち抜いて、スウィンガーオペレーターに向かって移動する破片になります)、突然スウィンガーオペレーターをスペースに出し入れし、残りの部分だけでなく負荷を増やします。他のグラップリングフック接続-これらも壊滅的に失敗します…ここでは、グラウンドプレーンのアイデアで、毛皮で覆われた、平らで、ずんぐりした肉付きのパンケーキを手に入れると思います。

コメント

  • ギアが最終的に使用するのが賢明でないかどうかは、それが構築できるかどうかは確かに変わりませんか?私たちは「リスの羽を持つスパンデックス?その中で崖から飛び降りることができます!」
  • コンテキストについて注意すべき1つのポイント’のために、進撃の巨人の最高の戦闘機のいくつかは実際には超人的です(例:Ackermans)、このようなデバイスを効率的に使用する方法を説明します。おそらく、現代の人工知能/機械学習/制御システムの中には、そのような急な方向転換を行うために必要な応答時間の必要性を軽減できるものもあります。

回答

これはアニメなので、あなたはすでに答えを知っています。タスクのどの要素でも、雪だるま式に働く可能性があります。しかし、それらすべてが一緒に働いています…まあ。幸運を言いましょう。

まず、「加圧された」を捨てます。エネルギー密度が低すぎる ガスコンテナ」。その非スターター。少なくとも、炭化水素の燃焼など、実際の電源から始めます。 1リットルのガソリンは大いに役立ちます。

次に、彼は鉤縄を投げているように見えます。人間がそれを引き抜くことができる方法はありません。グラップリングフックは、クライマーとまったく同じ速度で重力で落下します。ですから、もしあなたがそれをあなたよりずっと高くしたいのなら、あなたはそれを本当に激しく投げ上げる必要があるでしょう。物理的に言えば、人々はそれをするための筋力を持っていません。あなたはこれらの鉤縄を発射したいと思うでしょう。そのガソリンエンジンを動力源とする銃。

第3に、ダーツは物事をちらりと見ます。 100%の確率で自分自身を埋め込むダーツを設計するのは非常に困難です。適切な安全マージンには、既存のダーツが別のダーツを発射する前に地面に斑点になるのを防ぐことができるようにする必要があります。空中パルクールの施術者は、おそらく6〜10本のケーブルと、ケーブルが絡まないようにするための本当にクリエイティブなものが必要になるでしょう。

第4に、埋め込みが難しいダーツは取り出すのが難しいです。ケーブルを行きたくない方向に引っ込めたいと思う可能性が高いです。ガスエンジンを急に動かすことはできません。なぜなら、「弾道が一気に変わるからです。」解放するコマンドで薄くなる可能性のあるアクティブなダーツが必要になるからです。一般的に言って、それはダーツが最初に貫通するために必要な特性とは対照的です。

第5に、これらのワイヤーは非常に残酷な衝撃を与えます。使用中のストレッチを避け、持久力を最大化するために静的なラインが必要ですが、ラインに横になり始めるときに動的なストレッチが必要です。これは実際にはパズルの一部を解くのが最も簡単です。各ワイヤースプールは、独自の小さな弾性マウント上にある必要があります。まだ痛いですが、アニメで見られるものよりはましです。

次に、多くの人が言及している人間の側面があります。これらの完璧な反応をトレーニングして、一度も間違いを犯さないようにします。

そういえば、リンクした小さなクリップに、男がグラップリングフックを正しく投げた回数を知っていますか?ゼロ。彼らは正しかった。彼は実際に何度も血まみれの小さな斑点になった。重力に対抗するためにあなたの上にあるケーブルを持っている必要がある 。あなたがするすべてがそれらを前方に発射することであるならば、あなたは決して高度を得ることができません。彼はなんとかウェブスリンガーを1回横に撃ったような動きをしましたが、バランスが不適切だったため、壁に血まみれの斑点ができました。

ああ、1つ石をちらりと見せるようなスローも便利だったので、地面にある別の赤い水たまりだったのかもしれません。タフな角度。

確かに学ぶのは非常に難しい。

コメント

  • “次に、彼は’グラップリングフックを投げます。” アニメーションéでは、フックはベルトの両側にある銃口は、ガスを動力源としています。とにかく、すばらしい答えです。
  • @Renanああ。 ‘わかりにくいです。打ち上げられたときのラインは笑いながら緩んでいたので、スローのように見えました。ローンチ中は、ラインは本当に緊張しているはずです。

回答

そのアニメを見て、非常に興味深く、魅了されました。 ODMギア付き。そのようなものが実際の生活に存在できない、または存在しない理由:

  1. 鉤縄。ショット発射体のようにコンクリートを貫通し、人間の体重を支えるための信頼できるグリップを持つ方法はありません。木で可能ですが、それでも簡単に引き抜くことができません。
  2. ガスオペレーティングシステム。そのアニメでは、その効率が途方もなく誇張されています。人々が垂直に飛ぶのを見ることがあります。これを使用すると、実際の生活では予備をすべて使い果たし、高さはわずか数メートルになります。圧縮空気で飛行するには、数百倍の圧縮空気が必要になります。
  3. 一般的に、すぐに電気モーターとリチウム電池で飛ぶことができるようになるでしょう。そのようなものはすでにたくさん存在します、そしてそれらは「良くなるだけです。明らかに、これは実用的な概念であり、どこでも実際の3D操作を可能にしますが、そのアプリケーションは貧弱で、ほとんどが楽しみです。

回答

作成可能

大砲。-現在は持っていますが、ガスを使用する代わりに、火薬で制御された爆発で飛ばすことができます。グラップルヘッドは、材料を横切るときに貫通して変形し、固縛して固定するように設計できます(もちろんすべての材料ではありません)。

呼び出されるとケーブルがグレーペルヘッドから外れ、システムは再利用のために新しいケーブルを設定する必要があります。

モーター .-オートバイのモーターを調整して、必要に応じてケーブルを巻き取ることができます。十分にいじくり回すと、わずか数リットルのガソリンで15分以上機能します。

ケーブル .-ケーブルの剛性が十分に高く、大人の人間を問題なく(設定された速度で)サポートできるようになりました。

拡張現実Google。-他の回答で述べられているように、3Dの移動性は困難で複雑です。そのため、テスターは、距離、巻き取り速度、衝突、およびグレーペルガンのターゲティングを計算するナビゲーションシステムのサポートが必要になります。ドライバーは目的地を設定するだけです。

彼らのアイデアは、今日このニッチに適応した自動運転車の技術にある程度似ています。

アニメで見られるような動きのいくつかを行うことはできませんが、十分なトレーニングを行うことで、本当にクールなアクロバットを達成できます。

回答

不可能だとはっきり言うつもりはありませんが、現在構築できるものと理解する必要があるもののチェックリストを作成しましょう。

1 )十分な強度のケーブル:カーボンナノチューブをロープに巻き付けます。ばかげて高価ですが、簡単に作業できます。

2)壁を貫通し、壁をつかみ、コマンドで解放するフック:3つすべてを制御ワイヤーがロープに組み込まれている限り、制御された爆発によって達成されます。壁との接触時に、矢印フックの基部からの爆発的な推力を使用して壁を貫通し、フック内からの時限爆発を使用して、外側にフラップすると、グリップを作成するのに役立ちます。コントロールワイヤーを使用すると、フラップを引っ込めてグリップを解放できるため、簡単にロールバックできます。このアプローチの利点は、必要量が少ないことです。ケーブルを発射するデバイスのエントは、貫通を気にする必要がないため、壁に到達するだけです。解決すべき問題は、爆発物を確実に再装填する方法です。しかし、それは大きな問題ではないと確信しています。

3)ケーブルを起動および格納するエンジン(張力をあまりかけずに):ケーブルの起動と格納は2つのまったく異なるビジネスであり、必要です。エンジンとは異なる特性。発射には高い瞬間力が必要ですが、収縮にはゆっくりですが安定した徐々に変化する力が必要です。そうしないと、ケーブルフックが顔にむち打ち、石に結び付けられた糸を突然引っ張るのを想像してください。電気モーターを使用できます。発射のために、いくつかの変更を加えるだけでかなりうまくいきます。モーターで強力なスプリングを伸ばすことをお勧めします。ケーブルを発射するには、スプリングを解放する必要があります。後退している間、モーターはギアを介してスプリングを再び伸ばすことができます。ガスボンベはもう必要ありません。いくつかのバッテリーパックだけです。

3 b *)ロープを引っ込めるときに自分を引っ張る:これが最初の主要なハードルです。アニメに示されている速度で、それだけの重さ(全体で約100 kg)を引くのはばかげています。モーターとギアのアセンブリを使用すると、トルク(重量の場合)とrpm(速度の場合)の両方を達成できますが、同時に達成することはできません。考えられる(ただし限定された)解決策は、ケーブルのようなバンジーロープを使用することです。しかし、空中でレヴィのように動くことはできません。結論として、ターザンのように振ることはできますが、ミカサは感動しません。

コメント

  • カーボンナノチューブもライダーの首を壊します。クライマーは理由のためにロープを使用します。爆薬には、”フック”が非常に重くなり、すぐに故障するという問題があります。敏感なメカニズムや爆薬はそうではありません。安定したミックス。ばねは、フックとケーブルを有効な距離だけ動かすのに十分な力を生成しません。数百ポンドの重さがなければなりません。

回答

いつものように、ユーザーを舗装の斑点にせずに描かれていることを達成するには、フレームの変更が必要です。以前の投稿は問題を非常にうまくまとめているので、ここでは繰り返しません。

時間とエネルギーとリソースは、ある種のジェットパックや個人用飛行装置に費やす方がはるかに良いと思います。 。ロケットとジェット動力のジェットパックは1960年代から存在しており、ベルは高濃度のH2O2の分解を使用して蒸気ロケットを作成するロケットパックを開拓しました。初期のロケットパックは、数秒以上の推力で十分な燃料を保持できなかったため、スタント作業には見事でしたが、それ以外の点では実用的ではありませんでした。

しかし、現代の技術は、より実用的な代替手段をいくつか提供しています( 「実用的」のバージョン)。大型の密閉型ローターを使用した個人用飛行装置と、小型のタービンエンジンを使用した「フライボード」が実証されています。

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Martin Jetpack

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Zapataフライボード

つまり、技術的な観点から、人を空気と建物と木のてっぺんの間を飛び回ることは実際に可能です。 Martin Jetpackは、効率の観点から経済的である可能性があります(大量の空気をゆっくり加速する方が、少量の空気を急速に加速するよりも効率的です)が、フライボードははるかにコンパクトで機動性があります。

本当の問題ほのめかされているのは、人間の反射の速度と、方向を急速に変えるときの体のG負荷です。制約のある空間(都市環境や森など)を不規則な経路ですばやく飛行することは、人間のパイロットの能力を超えてしまいます。マシンは自動操縦である必要があり、人間のパイロットは基本的に「ウェイポイントBとCを経由してポイントDに到達し、屋上レベルを超えないようにしてください」と言って、残りはマシンに任せます。

これはまた、人間が機械で運ばれる方法を変更する必要があります。なぜなら、拘束されていない(フライボードのように)と、飛行中に飛び散ったり、あなたのように重傷を負ったりするからです。飛行中に飛び回った。マーティンジェットパックはその点でいくらか優れていますが、人ははるかに厳格に拘束される必要があり、おそらく「G」スーツを着て逆圧を供給し、車両が周りを飛び回るときに血液や液体が過度に溜まるのを防ぎます建物。

一種の極端なチェックサムとして、酸素化された流体で満たされたタイトなチューブに詰め込まれた場合、はるかに速く進むことができます(たとえば、軌道を回る衛星からレーザーエネルギーを抽出するレーザー推進「ライトクラフト」で)それはあなたを取り囲み、あなたの体の中のすべての空間にも注入しました。その後、飛び出して巨人と対峙するのは少し問題があるかもしれませんが…

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一人のライトクラフトの概念モデル

したがって、ケーブル装置を使用して都市やその他の設定を飛び回る実用的な方法はありませんがショーに描かれているように、実際に高速で3次元操作を実行できるようにしたい場合は、乗客が適切に保護および拘束されている限り、非常に高度な飛行機械がその作業を実行することはある程度妥当です。このように巨人と戦うことはまったく別の問題です。

答え

進撃の巨人とは違うかもしれませんが、別の方法だと思います実行可能です。例:クモの鳴き声:

人間(犬など)に対する忠誠心を与える

適切な肺(バグやクモなどには呼吸筋がありませんが、代わりに体の周りにたくさんのチューブがあり、受動的な酸素摂取量に依存しています)

はるかに大きなサイズ(ここでも、例として犬:オオカミのサイズから小さなパグまで)

できます。次に、蜘蛛を背中にかぶってウェブを撃ちます。

機械的なこともできますが、それは高すぎて退屈です

コメント

  • これらの実際のpok é monを開発する方が、マシンを投資するよりも安いと本当に思いますか?

回答

  1. バッテリー

  2. 人間を引っ張って「」を設定するための強力なモーターガン “”をロックする

  3. フックを撃つためのガンのようなパーツ

  4. 4つの異なるアクションで切り替えます。 1つのスイッチは押されたワイヤーを完全に引っ張り、2番目のスイッチはあなた(人間)を同じアクションに動かしますが、フックが取り外されないようにするための強度は低くなります。 / ol>

    ワイヤーは人間を支えるのに十分な強度が必要です。環境は、トリガーしない限り、つかんでそこにとどまるためのフックにとって大きな問題です

    コメント

    • これらの数字は何を指しますか?
    • サイトへようこそ、geok。 Worldbuilding SEは、架空の世界を構築する際にユーザーが抱く特定の質問に対する詳細な回答を提供することに専念していることに注意してください。回答は、回答が有用で明確になるように、詳細とサポート情報を提供する必要があります(また、適切にフォーマットされている必要があります)。ここに示したアイデアを拡張するために、これを再検討することをお勧めします。そうしないと、品質が低いために削除される可能性があります。 ツアーに参加して、サイトカルチャーをチェックしてください。
    • これは’実際には質問に答えていないようです…

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