Jeste li ikad zamislili kako se popnete u divovsko robotsko odijelo i borite se, ili podižete teške predmete, prevrćete automobile? Filmovi pokazuju da je ovo ugodno zadovoljstvo. Zapravo, stvaranje takvog uređaja iz nacrta može biti ogroman izazov.
Mnogo smo desetljeća navikli misliti da će bojno polje budućnosti izgledati ovako: divovski roboti u kojima ljudi sjede (ili bolje ne sjede). Ova titanska čudovišta - poznatija kao 'Mechs' - postala su svojevrsni sinopsis za buduće ratove. Pilotirani roboti prvi su se put pojavili u japanskom animeu, ali vrlo brzo migrirali su u zapadni svijet kroz sve vrste serija. Holivudski filmovi poput Aliens, Avatar i Pacific Rim sjajno su se pokazali kako bi trebali izgledati.
Filmovi su filmovi, ali koliko su takvi projekti stvarni u stvarnosti? Kada ćemo vidjeti ljude kako pilotiraju divovskim robotima?
Jordan Weissman iz Harebrained Schemes napravio je igre BattleTech s temom Mech-a 1980-ih. Primijenio je relativno prizeman pristup kada je začeo svoje Mechse u usporedbi s prethodnim primjerima. Jordan je zamislio mehove građene od čeličnog okvira okruženog električno nabijenim umjetnim mišićima koji pokreću zglobove, s žiroskopskim stabilizatorom i ugrađenom elektranom.
Jordanova osnovna poruka dovoljno je jasna. Umjetna muskulatura bila je donekle poput elektroaktivnih polimera. "Električne zrake koje se šire ili skupljaju kad je prošla struja bili su mišići našega mijeha", kaže Weissman. "Trideset godina kasnije, isti se materijal sada koristi u razvoju proteza."
Jedan od razloga zašto ljudski oblik privlači dizajnere je njegov poseban ergonomski dizajn. "Anatomija čovjeka nevjerojatno je učinkovita za hodanje po kamenju i cestama", objašnjava Rob Buckingham, direktor utrke u Znanstvenom centru Culham. "Pogledajte samo vojnika koji može prenijeti nekoliko puta veću težinu od sebe na bilo kojem terenu." Međutim, hodanje na dvije noge zahtijeva posebnu spretnost, a održavanje ravnoteže može biti vrlo teško.
Također, kako upravljati trometarskim divom? Profesor Setu Vijayakumar iz Edinburškog centra za robotiku predlaže kombinaciju teleoperacije i automatskog sustava koji reagira na pilotovu namjeru. "Namjera na visokoj razini doći će od operatera, ali u platformu će biti ugrađeno puno kontrole na niskoj razini, poput održavanja ravnoteže u hodu", kaže Setu.
Promotivni video:
U stvari, izrada dvonožnog meha kojom upravlja čovjek, bit će jednostavnija od izrade samostalnog. “Ovo je potpuno izvediva vrsta tehnologije. Vjerojatnije od autonomnog sustava, budući da potpuno autonomni sustav ima puno problema u smislu osjetilnog i kontekstualnog donošenja odluka."
Međutim, za bilo koju vrstu telekomunikacijskog sustava bit će potrebna komunikacijska platforma otporna na promjene i otporna na kvarove te sposobna za obradu 500 000 operacija u sekundi.
Tu je i pitanje na koju će energiju krzno raditi. Weissman je mislio da će BattleTech Mechs raditi na fuzijskim reaktorima, ali s obzirom na današnje tvorničke fuzijske reaktore, to je malo vjerojatno. 'Mehovi na Pacifičkom obodu koristili su konvencionalne reaktore nuklearne fisije, koji pružaju veliku izlaznu snagu, ali su krajnje nesigurni. "Tehnologija baterija i gustoća energije zaostaju teoretski moguće", kaže Setu. "Istraživanje je u tijeku, ali još uvijek je u povojima u smislu onoga što se može učiniti."
Pružanje pilota kontekstualnih informacija i situacijske svijesti još je jedan izazov. "Napredovali smo s kontrolama u stvarnom vremenu poput ravnoteže", kaže Setu. "Problem je u tome što znamo kako to učiniti, ali kada radimo sa stvarnim senzorima, svako malo odstupanje senzora isključit će sustav."
Povratne vibracije - slične onima koje se nalaze na igraćim palicama - korisne su za utvrđivanje dodirujete li nešto ili ne. Ali pružanje pilotu dodatnih senzacija koje dodaju kontekst onome što robot doživljava, riskira da zatrpa pilota nepotrebnim informacijama.
Prirodno, što više nešto gradite, to postaje teže. Pritisak koji se vrši na površinu je sila podijeljena s površinom. Kad imate dvonožni sustav, poput krzna, veći dio mase koncentriran je na dvije noge. To stvara "efekt ukosnice" gdje je sva težina koncentrirana na malom području. "Ako uzmete ženu i koncentrirate je u petnaest centimetara u potpetici, ona može probiti priličnu količinu materijala", kaže Weissman.
Nijemci su se suočili sa sličnim problemom prilikom razvoja superteškog tenka za miša tijekom Drugog svjetskog rata. Težak 188 tona, prošao je ispitivanja na armiranobetonskom bunaru, no na prvom terenskom ispitivanju zapeo je u zemlju.
Još jedan problem bi bio nabavljanje krzna za hodanje. Žirostabilizator već omogućuje strojevima poput kruzera da se uravnoteže. Ipak, čin hodanja vrlo je nestabilan proces. Ljudi hodaju koračajući naprijed i stavljajući težinu na noge. I što je objekt veći, to je teže uravnotežiti.
Kuratas koji je razvio Teška industrija Suidobashi i Mark-2 koji je razvio MegaBots, za koji se tvrdi da su 'Mechs. Iako oboje oponašaju ljudski oblik, roboti se oslanjaju na kretanje kotačima umjesto na dvonožno. Jedan je problem što je oponašanje ljudskog oblika - koji ima dobro raspoređen sustav težine i energije - izazov za inženjere.
Motori u svakom zglobu mogli bi riješiti problem, ali takvo rješenje zahtijeva teške motore koji podupiru ostatak tijela. Motori su relativno teški, pa će velika težina biti koncentrirana u zglobovima, a krznu će biti teže održavati ravnotežu.
Istraživanja pneumatskih mišića napreduju, ali za svaki zglob bit će potrebna dva. "Od pneumatskih mišića možete stvoriti nešto s pet zglobova", kaže Setu. "Ali kad ih pokušate spojiti u dvokraki sustav, sve ide k vragu u pogledu elektronike, usmjeravanja i ožičenja."
Već smo započeli proizvodnju mijeha s prototipom Assist Suit AWN-03 exoskeleton tvrtke ActiveLink. Ovo se odijelo za podršku razvija kao rješenje nedostatka radne snage koji može nastati sa starenjem stanovništva. Viljuškari i dizala nisu prikladni za sve situacije. "Postoje neka izolirana polja koja se ne mogu mehanizirati, a industrijski radnici i dalje će morati sami nositi teške predmete", kaže Hiromichi Fujimoto, predsjednik ActiveLinka.
Sljedeći korak u pomoćnom odijelu bit će smanjenje težine i troškova proizvodnje, a zatim razvoj modela za teži rad. Novo pomoćno odijelo moći će podizati predmete koje osoba inače ne bi mogla sama podići.
Jednog dana imat ćemo ljudske pilote egzoskeleta za pokretanje tereta i moguće teške konstrukcije. Ali divovski Mechi koji prelaze preko zgrada i dalje će ostati hit materijal. "U fikciji sve izgleda lijepo, ali kad smo već kod praktičnog vojnog prijevoza, vjerojatno ne želite da bude visok", kaže Weissman.
"U određenom smislu, sva tehnologija već postoji", kaže Setu. "Napravit ćemo humanoidne mehove ako ih budemo mogli koristiti." Samo pisce znanstvene fantastike zanima hoće li imati dvije ruke i dvije noge."
ILYA KHEL
