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对MS会否出现的讨论做总结,造MS的难点和关键在这里

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katuopso 发表于 2004-11-21 02:46:30 | 显示全部楼层 |阅读模式
MS核心技术之手部篇

由于MS基本上是以人型为基础的,因此当MS-01出现之时,就已经采用了5只手指的手掌的设计。在自然界里,每只手掌共5只手指的设计在目前的科技看来是最完美的杰作(基本上自然界的哺乳动物都是有5指或着是从5指进化成的4指,1指),但对于机器人来说可能未必如此。

    首先,内部骨架的设计就很麻烦,虽然用金属制造骨架并不存在太大的问题,但连接方面问题颇大,一只手起码有12个关节,而且手部要进行动作的频率比其他部位高,在这种情况下,使用液体连接技术存在的可靠性问题可能会很突出。虽然是处在密封环境下(其实也不一定,由于使用光束武器时要和手掌中提供能量的部分连接,所以可能也有防尘的问题),但受到外部冲击可能比身体各部分都要严重,一但发生破裂,后果不堪设想。当然使用磁力连接能够解决一定的问题,但成本无疑较高。但通过各种图片来看,关节的位置依然是相当突出的,且无论是联邦还是自护手部关节大小相当,故有可能依然是采用了液体的连接方式。 其次,这种设计必须解决的问题是如何控制手部的动作,人手的肌肉有上百条,每完成一个动作就要动用几十条的肌肉。也就是说,如果机械手要100%的完成类似人类的各种动作,则必须在那里布置上百条动力管。用普通的液压管的话,一方面存在与关节相同的问题,另一方面体积较大。以外形来看似乎不可能布置如此多的液压管,所以在这方面可能有两种分化:A,只布置少量的动力管,依然采用液压管的处理方式。这样一来使用的动力管数量会下降,但能够作出的动作也有限制。首先就不能作出轻轻“夹”着一个人然后送到驾驶仓前的动作,因为这不算是必要的动作,在只处理必要的作战动作的情况下,手掌内不可能保留完成这种动作所需的全部动力管。很明显这种处理方法比较简单,但泛用能力不强。B就是采用其他类型的动力系统,很可能是在人类肌肉基础下进行放大,具体的设计不明,因为即使在模型设定图上也没有这些部分的细节。但很明显在动画中的MS都能轻易完成人类的各种动作,所以很有可能是采用B的设计。


  
    最核心的问题这时候就出现了。手部除了有动作能力外,大家都能感受到手部的触觉。在平常的生活中,由于大家都已经习以为常,所以并不觉得这种触觉的特别。然而,纪录片中我们可以看到,一个失去了手臂再换上机械手的人,由于机械手上没有神经系统,所以他没有办法感受到物品的质感。当然这点对于MS来说没什么用处,没有指挥官会叫手下将触摸到对方MS的感受写下。然而,同样的问题在用机械手无法通过触觉来控制把持物品的力量。举例就是残疾人用机械手无法轻易的将鸡蛋拿起来,这不是因为手部没有动作,而是无法控制其力量,要不大力了将鸡蛋压烂,要不力气小了无法拿起它来。这个问题如果不加以控制,在0079的战场上可能看到这样的情景:GUNDAM的手部力量不够,虽然是抓在枪机上却扣不下去,然后突然一发力,就把枪把也抓坏了……解决这种问题比较简单的方法就是编写好程序,用某种武器时就固定使用某种力量。这种方法如果结合了第二条的A点,必然成为成本效益最好的组合。然而同样,这种设计的泛用型很低。而动画里的画面,已经证明了它没有采用这种设计(否则在08MS小队中,那台进入村子里最后引发了战斗的MS-06J不可能把那个小女孩抓到驾驶仓旁。也是因为系统里面不可能有抓孩子的力量的设置。因此在把她抓上来之前,她已经成为肉酱了)

    也就是说,手部必须有感觉,但这种感觉如何能够传到驾驶员那里再通过驾驶员的细微调节而作出相当灵敏的动作呢。在EVA中要解决这种问题并不困难。但在GUNDAM的年代中,我无法通过其驾驶仓内的设置理解到这一点。而且在操纵上看,他们完成某项特定的动作并不需要很繁琐的程序。于是,一个很简单却能解决所有问题的理论出现了~那就是,无敌的“电脑理论”(自创的)。由于当时已经是现在的上百年后,电脑的发展日新月异,因此在完成某项动作之时,很可能机械手得到的触感已经传送到电脑之内并已经得到了合理的分析,然后作出最精确的动作。当然,这种解释也是比较“无赖”的。

    外部蒙皮方面,同样是由于不可能近距离观察的问题(我指的是亲眼的那种……绝对没可能性的……),很难看出手部的材质,除了手背可以确认应该是采用了和机体装甲类型相同的装甲外,其他部分不能确认。出于触感的考虑,因此有可能是采用弹性好的橡胶制品——这能保证触觉传输(自己创作的名词……)的问题,但防护力不足,采用金属的话在触觉上可能不如橡胶制品,但防护性较好。但考虑到装甲如果太厚一方面会加大重量从而加大驱动机构负担,不厚的话防护力又高不了多少,同时从防滑来看橡胶的效果似乎好于金属的情况看来,很可能是采用橡胶类制品,当然这类产品与现代的有所区别。另外指头上有一突出的物品,则很可能是触觉较敏感的部位(或者只是用来做防滑之用??)

    最后的问题,就是GUNDAM中手部的“进化”了。这里只举0079年代的例子。

    第一种改进实际上说是退化比较适合,这就是在水陆两用MS上使用的金属爪。最早的水陆两用MS——MS-06M与它的前辈一样是使用类似人类手指的构造,这种设计在泛用性上没什么问题,但使用方面,由于在水中的环境与地面不同,反应可能会较为迟钝。另外一个制约的因素是武器携带的问题,如果采用外挂机构,不进行整流处理的话在水中航行时MS受到的阻力相对较大,也就影响机体在水中的机动性能。进行整流的话又要对机体本身进行改造。这还不如生产专用的水陆两用MS好了。另外就是水陆两用MS的一个重要的特性,就是能够采用液冷的冷却方式,使用光束兵器(在攻击水中目标时还是使用鱼雷的),而在水下近身博斗时,采用热能斧一类的武器根本没多大效果,与其增加机体复杂性,还不如直接将手指改为搏斗武器的好。后来出现的MSM-03,MSM-04,MSM-07等的机械爪,都是用来搏斗之用的。而在MSM-04,MSM-07(包括E)和MSM-03C上,都直接在手部装上了光束武器,如果再架设手指驱动机构,内部空间就略为不足,散热也成为一大问题。另外,也不会有人叫水陆两用MS来进行搬运工作(有一般作业用渣古代劳),也不需要换装太多的武器,所以其泛用性的问题不大。

    另一种改进,就是手部改成武器,直接从手指发射的类型。这里要提的机体有两种,一是MS-07B,另一种就是MSN-02。

    个人认为MS-07B的手炮实际上不能算是机械手的改进。从本质上看,这种装备与联邦GUN TANK的手炮的结构没什么区别,只不过是做成手掌形状罢了。这种设计手章没有任何的活动性能。

    至于MSN-02的手掌,要讨论的问题多得多。有人提出MSN-02的手指也是不能活动的,这一点明显不成立。无论从模型还是OVA都能看出,在手指和手掌的连接部位是有活动机构相连的。至于指节上的联系,看起来似乎是不能活动的。然而,同样从OVA和模型上看到,手指是成一定角度的弯曲的,出于简化生产来考虑,这种手指可以制作成与MS-07B的一样是直条型的,那也就不存在下面讨论的光束发射的问题。然而,现在既然是弯曲的,那只能证明一点,就是MSN-02的手指是可以活动的,至少是有限度的活动,否则不需要也不应该弯曲。

    然后,问题出现了:光束如何从手指中发射?解决这种问题的方法有2,A方法是手指的全部关节都是枪管(甚至延伸到手掌内)直接采用高强度的I-FIELD对未发射前的光束进行弯曲。这种方法似乎能够得到要求的光束,然而要使光束弯转需要的能量不再小数,将直接影响射出的光束的功率,从而影响其破坏力。由此看来,如采用直条型反而不需要浪费这些用于弯转光束需要的能量,而且结构要简单得多。所以应该不是采用这种结构的。

    B方法则是手指最外面的关节是枪管,其他的都只是发射机构部分。在地球联邦论坛的讨论得出一个结果,就是枪管是用来约束光束武器的散射之用的,而MSN-02的机械手本来就要飞到敌MS附近再进行攻击,所以其对散射的要求应该不大,只要能在近距离击毁对方就可以了。所以枪管短些也能够接受(浮游炮的枪管也一样不长),其他部分用来做发射机构的话,由于不需要考虑泛用的问题,既不需要感觉系统对驱动机构的要求也下降,因此其布置的空间也应该很充足。

[ Last edited by katuopso on 2004-11-21 at 04:06 AM ]
 楼主| katuopso 发表于 2004-11-21 02:47:01 | 显示全部楼层
MS核心技术之关于光束剑问题的探讨

先引用光束剑的解释放出来

    光剑(BEAM SABER):

  这是最常见的格斗武器了:将光束发射器的能量控制在一个很低的水平,使粒子光束在发射出一段距离后就衰退、消散,这样就可以作为需要长期使用的格斗武器了。

  在《机动战士高达》中,光剑的原理则是利用I-FIELD控制粒子束的形状。

作为对比,我又放上光束武器的解释

粒子光束(BEAM):

  《高达》中,光束武器的原理是用激光携带着事先储存起来的一种叫做MEGA粒子的重金属粒子发射出去。由于高速运动的重金属粒子强大动能的效果,瞬间破坏力大约是同样能量水平的激光的4倍。粒子束撞击产生的强大动能和热能可以瞬间破坏任何物质--这也是为什么一些MS可以几枪就击坠巨大战舰的缘故。采用米氏磁力束带作为加速来复线的粒子武器被称为MEGA粒子炮或光束来复枪(Beam Rifel),而直接将粒子流喷射出去的则一般被称为扩散粒子炮(SHOT BEAM)。

  此类武器有包括扩散粒子炮、高能粒子炮、光束机关枪等多种形式,这里就不一一赘述了。

    这里出现什么问题呢???就是光束剑能破坏其他物质的原因。

    一直以来,无论在星战中还是高达或着是其他一些跟风的作品中,光束剑都是很可怕的武器,能够对付一切的物质,真正做到削铁如泥。这种观念已经深入民心了。 然后,回头想想看,这种武器是使用什么原理作为杀伤手段的?

    A,它的杀伤手段绝对与光束枪之类的不同,那些都是采用动能原理来破坏物质了,当然它的热能也起到一定效果,但从用MEGA粒子来看,动能的破坏力是占第一位的,热能甚至是动能的副产品。这一点是和目前的穿甲弹(非破甲弹)的原理基本一样的。

    然而,用手挥动的武器,动能量不大,另外有压强方面的问题。平时使用的实体刀剑,越锋利就越容易切入物品之中,其中就有这个道理,至于详细说明,学过物理的人都明白了。回到光束剑上,由于不存在光束剑剑身的横截面图,我们只能从剑柄来推断,而无论在模型中还是设定图纸中,发放出光束的出口部分都是圆形的,但鉴于I力场能控制光束变成任意形状,因此光束剑也可以是很锋利的,但问题在于如果仅仅是以锋利作为武器的特点,使用更便宜的实体兵器也能做到这一点,,那么如果使用相同的力量,则普通实体兵器的切割能力甚至与光束剑差不多(这是大家都不发出热量只计算动能的情况)。那么光束武器相对起来威力增加不多然而成本却高得多。另外就是根据模型以及动画中的参考,光束剑看起来都只是圆圆的一条棍子,如果光束剑剑身横截面真如动画显示是圆形的话,则其切割的能力甚至连实体兵器都不如。 B,就是用剑发出的高热量直接在瞬间融断对方的装甲。

    这应该是光束剑最主要的杀伤手段,由于这种热量主要并非来自动能的转换(当然也会有一部分是),也就是说在切入之前就已经有极高的热量的存在,那么,问题就是这种热量是从那里来的?

    这又回到MEGA粒子的性质方面了,但可惜查了N久都没办法知道这种粒子的导热性能到底如何。然后突然又想起激光本身是有很高的热能的,因此实际情况可能是光束剑中的粒子构成具有一定密度的剑身用来架格对方实体兵器的进攻,同时控制接触到对方机体后切割的时间。找不到更好说明的例子,只好用电烙铁来说明,比如当你用电烙铁准备烧融焊锡丝时,你的电烙铁一定要在焊锡丝上固定的一点放一段时间才行,而不是在焊锡丝上左右迅速移动。假设没有了那剑身则光束剑的剑刃实际上不存在,就算切割到了对方,情况也只是光束迅速在对方身上划过,没有足够的时间对对方的机体进行加热,从而不能破坏对方。再举一个例子就是像用点燃的火柴烧纸片,如果你的火柴只是高速的在纸片上移动,理论上说只要有足够长的移动距离,纸片是不会烧着的;又或者是走火炭的表演,虽然没有定论,但有一种理论是由于人行走速度快所以当火炭的热量还没来得及聚集因此不能对人造成伤害。
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 楼主| katuopso 发表于 2004-11-21 02:47:30 | 显示全部楼层
MS核心技术之光束武器的追加讨论

第一,两把光束剑交叉时为什么能够架住而不是相互穿透?

比较可信的说法
justice:光剑相架是I-FIELD磁场产生的斥力作用。

KOS:今日在《科学世界》看到一篇文章,文章设想了在我们现有的科学水平条件下,绝地武士的武器是如何制造的。我想绝地武士手上的剑和高达的光束剑是十分相似的,这些理论应该也能应用于解释高达的光束剑是如何形成的。
文章中写道,这是一个夸张变形版本的仿星器(stellarator:一种约束高温的等离子装置),它是科学家为核聚变反应设计的概念性容器。这种剑的剑身应该是用很长的“8”字型的磁场束缚着的超高温的等离子体。在自然界,没有任何一种物质可以阻止等离子体运动,所以用这种方法制成得剑可以砍断它所碰到的任何东西,除非它的对手是另一把“等离子体剑”,因为当两把剑交叉时,他们各自的磁场会互相排斥。

其他看法
Gato_Feng:光束剑剑身实际是MEGA粒子构成的,自然有实体形态。(此看法忽略了I力场的互斥作用,实际上应该是在两个MEGA粒子构成的剑身接触前,两把光剑已经架住了)

第二,光束剑的杀伤问题

Gx_9900:光束剑可能以米加粒子做为剑身,在四周悬制I立场包裹米加粒子。如果仔细观察光束剑的话就湖发现内层的光是不会移动的,这就是米加粒子所形成的实体,而外面的I立场由于只是起支持作用,用来包裹后融化钢材,所以要依靠不停的流动,就像打火机一样,需要不停的燃烧不然很容易就被风铺灭了,I立场在接触钢铁后由事先释放的I立场中和并且由剑柄放出的后续I立场将它融化,而且它在砍的时候,要依靠剑柄的能量来提供,况且接触敌人MS到剑全部离开MS身体时,它在敌人体内停顿了一些时间,这正好证明了以米加粒子作为剑体,就像砍树机一样,它的齿轮要不停的转动,用力和速来达到目的,而机身是米加粒子而齿轮就是I立场,在速度的情况下将物体融化。
以另外一种解释方法,当你站在一条水流很急的河的中央,你就有一种会被冲下去的感觉,同样道理,如果换成I立场,你的脚就会被一点一点融化掉,而不是让固体等在那里以超长的时间,看到光束剑接触钢板后,钢板中央的铁就像水一样分散到四周,就是由I立场融化钢铁后将它带到四周,就可以让锋利的米加粒子进入机体内部,而切开过的MS,比如ZAKU,它们遭受光束剑的钢板并不是光滑的,而是非常杂乱的。
做一个示范,光束剑体的米加粒子接触到钢板后,由I立场融化钢板并且由它的不规则运动将钢板扭曲断裂,依靠MS使力让I立场贴紧钢板,注意MS使用光束剑时是用力的,而且切断钢板需要时间,切盾牌就是最好的证据,钢板是实体,所以它接触光束的地方都会有扩散堆积的情况。所以我个人人为光束剑在开启后用米加粒子够成实体再从内部排放I立场包裹米加粒子的实体。

其实,光束剑中Mega粒子的运动就像水枪打纸张一样,Mega粒子接触金属板就打掉很小一部分,庞大的粒子群在IF范围下无规则运动,冲击消耗金属板材质,并不是像金属刀那样去靠锋利的刀刃砍下去造成一个缺口,而是慢慢折磨金属版,使其渐渐死亡····

就是让热量做移动性的攻击,就好比摩擦配合热量消耗钢材,让它达到沸点转化成液体,在由摩擦的移动将它带到立场的范围外,由于立场外的温度冷却,所以又会变成固体,之所以温度变化这么大是因为燃烧需要空气或其他物质支持,而宇宙在二氧化炭凝聚时只会生存在有导体的范围内,在地球圈内它的燃烧范围要比宇宙稍微大点,所以看仔细的话就会发现光束剑还未接触装甲时装甲就已经开始融化了,但由于I立场的控制,所以热量源还是在光剑范围内产生影响。而电能斧跟好解释,他的斧头是属于固体的米加粒子,所以在使用时释放立场就行了,所以在不用时放在腰部也不会伤到自己装甲。

第三,关于这些热量会不会影响到剑柄的问题

Gx_9900:剑柄是导体,注意光束剑的直径有粗有细,而且最粗的地方是在离开剑柄一段距离,那里可能是立场能量最集中的地方,而且既然是导体,在发射口一定会有保护层,而且做处理的话将I立场带动能量流到上方,也就是光束剑最粗的中下段,除了聚集了本来的能量场还有从剑柄流上来的能量。所以剑的那里会膨胀,相对来将,米加粒子体内也可以存放能量,到达一定区域后释放,如果是要烧掉剑柄的话,那剑的形状应该是下面最粗到上面细,而现在的光束剑的最粗端正好在离开它剑柄一定距离的,I立场就可以很容易的控制住能量圈。


neocomet:IF是带热带磁场的,所以估计起热散发有方向性,如同两光束剑拼剑会受场力排斥一样,热散发方向向前,剑柄就不会损伤了。Mega粒子不是可以传热的吗,再加上MEGA粒子的移动是无规则的,在IF剑型场下传热到光束部分的各处以提高整体温度,如果在剑柄端部对MEGA粒子运动作限制,控制端部热量,就能使光束部分保持高温而剑柄部分温度较低,像扎古的电磁斧一样保持其金属形态,那么剑尖位置的温度最高,足够切开任何装甲板,包括剑柄材料。如此,刺比砍更具破坏力。我是这么理解的。


希望这些讨论能让大家更好的理解光束剑这种高达世纪中最重要的其中一种武器吧。
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 楼主| katuopso 发表于 2004-11-21 02:52:17 | 显示全部楼层
人类在进入宇宙后一定会生产出类似我们身体的一个延伸的“工具”,而这就是最初的MS。
当人类的技术到了非常发达的时候,不排除会制造出人型机械的可能。当然使用性不会很高
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jmts 发表于 2004-11-21 03:02:47 | 显示全部楼层
强,头都大了
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Kira桜 发表于 2004-11-21 06:47:33 | 显示全部楼层
呼~看完啦...不过没多大意义...感觉这东西都需要时间去证实!
时间....能证明一切....等我们化成骨灰以后几百年也许就有"MS"这玩意了吧!
不过楼猪的贴好象谈论关于MS应用与军事方面的比较多.......偶希望MS多应用与造福人类....
HOHO~和平万岁!!!!!
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唱着歌 发表于 2004-11-22 00:47:41 | 显示全部楼层
资料很不错....
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GUNDAM 发表于 2004-11-22 00:48:28 | 显示全部楼层
当然,偶知道是那里转的
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 楼主| katuopso 发表于 2004-11-22 01:32:44 | 显示全部楼层
GUNDAM  在 2004-11-22 00:48 发表:

当然,偶知道是那里转的




什么都瞒不过你啊,哈哈
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