Как заставить роботизированный хлыст двигаться эффективно?

Поскольку вы спрашиваете о текущей / перспективной технологии, я думаю, что змееподобное движение в объекте шириной 3 см и длиной не менее 1,5 м (кстати: змеи такой длины также намного толще - все дело в рычаге) - но я не думаю, что самоходное движение исключено. Если в рукоятке размещены какие-то эксцентриковые вращательные двигатели и механизм отвода, а сам хлыст пассивен в смысле «всего лишь» (это уже будет трудная задача, но по сравнению с полной змеиной подвижностью), способный регулировать собственную локальную гибкость , тогда должна быть возможность двигаться, используя своего рода подход одноногого Иисуса-ящерицы: хлестать шнур влево и вправо, и пусть импульс сделает все остальное. Ключом к различным походкам и скоростям является переменная гибкость шнура:

Подумайте о настоящем хлысте: он сужается к кончику (и иногда там используется другой материал), потому что вы вызываете поперечную волну на рукоятке со скоростью человеческой руки, которая преобразуется в сверхзвуковой щелчок кончика - все благодаря различным свойствам шнура по его длине. Это вам придется имитировать, но с вращательным движением, а не с боковым, потому что это гораздо более правдоподобно с точки зрения современных технологий.

Ручка будет «парить» на какой-то высоте, а шнур вертится вокруг, как жгутик какой-то.

«Режим меча» будет больше похож на «режим рапиры», в лучшем случае шнур убирается до длины рапиры, а затем максимально напрягается. Проблема в том, что у настоящей рапиры лезвие представляет собой цельный кусок металла, тогда как у Horizon-tech это будет цепочка макроскопических элементов, которые каким-то образом могут регулировать трение между звеньями. Подумайте о попытке проткнуть кого-нибудь склеенной жесткой велосипедной цепью (заостренной и заостренной) - как только произойдет какой-либо изгиб (например, из-за того, что вы ударите по грудине), силы в звеньях цепи зашкаливают. , и «цепная рапира» в какой-то момент сломается.

Но вы указали только «смертельные ранения», а не «смертельные колющие ранения», поэтому давайте предположим, что режим оружия гончей больше связан с кнутом, чем с мечом: у кнута есть лезвия бритвы. Вы можете махнуть хлыстом в сторону жертвы, как обычным хлыстом, а вращатели в сочетании со смарт-шнуром заставят его обмотаться вокруг придатка или шеи, туго и либо острой стороной внутрь, либо острой стороной наружу. Теперь, с обычным шнуром, у вас не будет особых возможностей для повреждения: однако со шнуром с регулируемой жесткостью любое рывок может быть напрямую преобразовано в действие пиления - с тем, что по сути было бы колючей проволокой, это определенно смертельно для шеи.

А вот насчет энергии и объема: у префектов есть какой-то бездонный энергетический бюджет на основе антиматерии - это не технология горизонта. Ваши максимальные требования к захвату (если я их правильно понимаю) составляют около 15 см в длину и 3 см в толщину для втянутой гончей, что дает нам объем около 100 см³ (0,1 л). Это немного. Велосипедная цепь (и я, честно говоря, не вижу ничего тоньше, чтобы хотя бы отдаленно вмещать в себя технику, необходимую для смены гибкости) имеет около 100 см³/м, так что камень преткновения мы встречаем именно здесь, но давайте предположим, что цепь вдвое меньше ширины велосипедной цепи, что дает 50 см³ на 2-метровую цепь... теперь у нас осталось всего 50 см³, и нужно запихнуть туда компьютеры, моторы и аккумулятор. Лучший текущий литий-ионный даст вам 500 Втч за литр, так что давайте в два раза больше (горизонт) - теперь у нас есть 50 Втч в качестве верхнего предела для энергии (мы могли бы пойти выше с H2, но вашей собаке-хлысту потребуется высокая пиковая мощность, а не долгий срок службы, поэтому он думает, что какой-нибудь потомок LiIon отвечает всем требованиям лучше всего) ). На самом деле, по крайней мере, половина оставшегося объема должна приходиться на двигатели, поэтому 25 Втч — это то, что дают лучшие аккумуляторные дрели, так что мы не совсем потерялись.

Кстати: я не обязательно представляю себе «цепочку», то есть повторяющиеся короткие макроскопические элементы. С таким же успехом это может быть какой-то шнур из стального переплетения и т. д. Суть в том, чтобы контролировать жесткость не только глобально, но и локально. Я не знаю, связано ли это с моими микроприводами в отдельных звеньях цепи или с каким-то свойством переплетения (см. стенты для некоторых действительно изящных переплетений), реагирующим на манипулирование отдельными нитями.

Современные исследования в области робототехники в последнее время в значительной степени направлены на создание гибких системных роботов.

Плавательный ленточный робот

Гибкий ползающий робот

Flexibot, вдохновленный лозами

Стэнфордский мягкий робот

Мультиактуатор Snakebot

И особенно этот:

Микрожидкости и робототехника

Из чего можно было бы логически экстраполировать огромный спектр потенциальных способов решения описанной вами функции: пневматика, образованная из высокопрочных углеродных нанотрубочек с интегрированными титановыми краями, которые при наложении могут образовывать полу- или полностью жесткие лезвия, когда в свободная последовательность может образовывать скручивающиеся придатки со свободным движением, обладающие подъемной силой и широким диапазоном движений, а более плотная последовательность может образовывать защелкивающееся лезвие-хлыст и так далее.

По сути, если движение, которое вы описываете, похоже на щупальца осьминога, заполненный жидкостью робот, вероятно, является правильным направлением развития, на которое следует обратить внимание.

На самом деле ваш робот-хлыст — это змеебот.

Есть много разных видов. В Википедии их много, а на ютубе их полно. Но википедия утверждает, что шокирующие змееботы могут использоваться персоналом по контролю за животными, и я не смог найти ни одного видео с этим, поэтому мы будем использовать текст из Howstuffworks.

https://electronics.howstuffworks.com/snakebot.htm

Основной корпус змеебота состоит примерно из 30 одинаковых шарнирных модулей, соединенных между собой в цепочку. Эти модули соединены центральным стержнем и работают вместе, чтобы выполнять различные функции... Вот более пристальный взгляд на архитектуру змеебота и отдельные модули...

Электроника. Каждый змеебот будет иметь центральный компьютер, возможно, расположенный в голове змеебота, который работает вместе с меньшими компьютерами в каждом модуле. Провода будут соединять каждый модуль с соседними модулями, создавая сеть модулей, которые работают вместе как единое целое. Проводка также будет обеспечивать связь и питание к компьютерному мозгу и от него.

Я думаю, что гончая-гончая могла бы добиться большего успеха, чем нож для коробок на морде. На ютубе есть лазерные змееботы. А вышеупомянутая апокрифическая змея-шокер лучше подойдет для усмирения людей.

Мозг был бы в ручке. Гончая могла стягивать свои сегменты или удлинять их. Возможно, он мог бы укрепить свой внешний покров, если бы вы собирались использовать его как дубинку. Он определенно мог бы делать что-то самостоятельно, как это делают эти змееботы. Ловкость — это скорость моторов, оживляющих сегменты, которые вы можете делать так быстро, как вам нравится.