Zonder twijfel, het personeel van HowStuffWorks is bezorgd over de aankomende film "Transformers". We vragen ons niet alleen af of het goed zal zijn. We vragen ons af of we tijdens ons leven robots met de mogelijkheden van Transformers zullen zien. Hoewel Transformers op ware grootte een beetje onwaarschijnlijk - en onpraktisch - lijken, blijkt dat sommige bestaande robots veel gemeen hebben met Transformers. In dit artikel, we zullen onderzoeken hoe deze transformerende robots eruit zien, hoe ze werken en hoe ze lijken op Transformers zoals Optimus Prime.
We beginnen met een analyse van Prime zelf. Hij is enorm en indrukwekkend, maar zou hij ooit echt kunnen zijn? Er achter komen, we vroegen ingenieur Michael D. Belote wat er nodig zou zijn om een trekker-oplegger op ware grootte te bouwen die kan worden omgebouwd tot een tweevoetige robot. Met andere woorden, wat zou er nodig zijn om een levensgrote versie van Optimus Prime te maken?
Eerst, Prime moet een zijn zelf-herconfigurerende robot . Sommige zelfherconfigurerende robots, of robots die hun vorm kunnen veranderen om verschillende taken uit te voeren, bestaan vandaag. Echter, ze zijn heel anders dan Optimus Prime. Zoals Belote uitlegt:
Met zelf-herconfigureerbare robots, de ingenieur geeft er doorgaans de voorkeur aan om het individu te houden, mobiele modules klein, eenvoudig, goedkoop, en uitwisselbaar; in het geval van Optimus Prime, echter, we hebben te maken met een robot waarvan de afzonderlijke modules zo groot zijn als de cabine van een semi-vrachtwagen. Zelfs als het bouwen van dergelijke modules mogelijk zou zijn, de kosten zouden exorbitant zijn, en de buitengewone complexiteit zou het vrijwel onmogelijk maken om ooit alle systemen goed samen te laten werken.
Als ingenieurs ontdekten hoe ze verwisselbare modules konden maken op de schaal van Optimus Prime, het kan nog steeds onmogelijk zijn om de kracht te leveren om ze te verplaatsen. In zijn voertuigvorm, Optimus Prime kan rijden op gewone dieselbrandstof. Maar lopen is veel minder efficiënt dan rollen op wielen. Om te kunnen lopen, Prime zou veel meer vermogen nodig hebben dan een dieselmotor zou kunnen leveren. Hier is de analyse van Belote van hoe om te gaan met de stroomvereisten van Prime:
Traditionele robots zijn gebouwd op een van de drie krachtbronnen:elektrisch, pneumatisch, of hydraulisch. Door de extreme gewichten die ermee gemoeid zijn, hydraulische kracht is de meest waarschijnlijke bron voor Prime, omdat hydraulische aandrijvingen zeer hoge vermogen-gewichtsverhoudingen bieden (grote vermogensafgifte voor kleine vermogensingangen).
Dus door hydraulische kracht kan Prime lopen, maar het hydraulische systeem zelf zou andere problemen veroorzaken. "Er moet een tank of reservoir worden toegevoegd om de hydraulische vloeistof vast te houden, " zegt Belote, "hydraulische pompen zijn nodig; er moet een secundaire stroombron worden gebruikt om de pomp van stroom te voorzien; kleppen zijn nodig om aan de juiste drukken en stroomsnelheden te voldoen." In aanvulling, een hydraulisch aangedreven Prime zou moeten worden bekleed met leidingen om de hydraulische vloeistof te vervoeren. Deze pijpen, samen met Prime's brandstofleidingen en elektrische bedrading, tijdens de transformatie onbeschadigd of zelfs onaangeroerd zouden moeten blijven.
Na het overleven van de transformatie naar robotvorm, Prime zou dan als tweevoeter moeten lopen. Belote beschrijft wat er voor nodig is om dit te laten gebeuren:aangezien traditionele halffabrikaten vaak meer dan 30 ton wegen, het uiteindelijke gewicht van Prime zou gemakkelijk in het bereik van 35 tot 40 ton kunnen liggen. Vergelijk dit met 's werelds beste "lopende" robot, Honda's ASIMO-robot, die een totaal gewicht heeft van 119 pond en toch slechts ongeveer 40 minuten kan lopen (elektrisch aangedreven) en met een maximale snelheid van minder dan 2 mph. De gewichtsverhouding voor ASIMO is 2,3 lbs per inch, vergeleken met de gewichtsverhouding van Prime, die waarschijnlijk meer dan 75 tot 80 lbs per inch zou bedragen - een dertigvoudige toename.
In aanvulling, robots kunnen de beweging van lopen niet gemakkelijk nabootsen. "Met een robot "Belote legt uit, "er is een direct commando (hef been 'x' bedrag, leun naar voren 'y' bedrag, strek been naar beneden 'z' bedrag, enzovoort). Met mensen, echter, er is geen 'feedback'-mechanisme - je hersenen communiceren niet constant met je benen over waar ze moeten worden geplaatst. In plaats daarvan, je leunt gewoon naar voren en 'valt, ' je been zo instellen dat het de schok absorbeert wanneer je voet contact maakt met de vloer."
Het is dus niet waarschijnlijk dat we in ons leven een werkende Optimus Prime of robot zoals hij zouden kunnen zien. Maar er bestaan al robots die van vorm kunnen veranderen of een andere vorm kunnen krijgen. We zullen er enkele bekijken - en hoe ze zich verhouden tot Prime - in de volgende sectie.