Iron Man y el control de los movimientos

A este exoesqueleto solo le faltaba funcionar con Windows Vista. Mola mucho el sistema interactivo con una voz de mujer que le responde con retorica incluso. Bueno, vale, inteligencia artificial, ahi no me meto.

Como controlas los movimientos del exoesqueleto. Existen varias técnicas:

1. sensores de presión. Es muy buena idea. Pero tiene un defecto, la experiencia es similar a una tortura medieval. Llenar el cuerpo de sensores en permanente contacto con el cuerpo ningún humano puede soportarlo.
2. sensores de distancia. Infrarrojos preferencialmente. Existe el problema de la velocidad de reacción del conjunto de accionadores. En un moviemiento muy brusco, el brazo por ejemplo, pegaria con el interior del robot. Se descarta.
3. Sensores en el cerebro. Técnica sobre la que se trabaja. Se puede identificar la zona del cerebro que mueve un musculo y se produce un impulso electrico medible.

Existe 2 lineas de investigacion sobre el control neurologico. En Europa se trabaja con un modo indirecto con sensores en el exterior del cerebro. En Japón, se abre la cabeza con microincisiones y se llena de sensores. El metodo japones esta mas avanzado porque provee de informacion con menos ruido. Os remito al articulo de camion de azucar: Exoesqueletos. Itroduccion.

Sabeis lo que mas me gusta de la robótica, que avanza sin parar. Tienes que estar a dia y es muy interesante los resultados que se alcanzan. La visión que hacen en Iron Man era muy irreal, pero ahora existe el Casco EPOC, es para videojuegos no aspira tanto..

Control mental robot, tal vez

Existe un problema a depurar. Cuando vuela, tu piensas en hacia donde quieres ir no en mover el brazo 10º. Existe un conflicto de ordenes. No estoy seguro de que se puediese implementar la programacion para que el exoesqueloto pueda volar.

Iron Man, el malo y el tamaño del exoesqueleto

Gran lección que aporta la película Iron Man, la fuerza, el tamaño no pueden con la agilidad y la inteligencia. Es algo así, como que la pluma puede a la espada. Pero, ¿de que hablo? Me refiero a la lucha final entre mentor y alumno aventajado.

No soy una persona de muchas reflexiones por lo que lo anterior, en realidad, no me importa.

Aunque si tiene algo de interes desde el punto de vista de la robótica y los exoesqueletos. Iron Man luece un traje ajustado al cuerpo mientras que el malo esta en una máquina de unos 3 metros de alto.

Gravísimo fallo, el mas gordo de la película creo yo. Un exoesqueleto debe estar hecho a medida y ajustarse perfectamente al tamaño de las personas y sus articulaciones. Alguien entiende, como se ve en la peli, que la espinilla del malo esté a la altura de la articulacion del robot. Al dar un paso, le romperia la pierna.

Por una vez, Iron Man si

Iron Man y los accionadores

Iron Man luce un trajecito ceñido que casi parece un traje de neopreno. ¿es esto posible?
No, salvo en un futuro muy lejano de nanotecnología, y aún así, yo no creo que sería tan ceñido.

Perdón, que son los accionadores, que no lo explico. Los accionadores son las maquinas que transforman la energía en energía mecánica, como motores. Pero ahora no solo tenemos movimientos rotatorios, sino disponemos de accionadores lineales.

El problema de Iron Man no es constante en todas sus articulaciones. Los hombros, cuello, muñeca y tobillos es lo mas dificil. Cuanto mas grados de libertad se posean, se necesitan concentrar mas accionadores en poco espacio.

Donde mas se trabaja es en caminar, que no correr. La articulación cadera-fémur, sencilla, es una junta universal, permite la rotación en 3 direcciones, es decir, 3 grados de libertad. La rodilla solo 1, pero hay que tener cuidado con la estabilidad.

Mas informacion en el articulo de camion de azucar:
Exoesqueletos Introdución

Pero lo mas sorprendente, es que la propia película me da la razón. El malo de la pelicula muestra un cilindro que mueve los brazos.

Traje ceñido, no

Iron Man y el tanque

hola amigos, cuanto tiempo! Ya se sabe: enero, febrero=>tensión!!!

Bueno, pues vamos a empezar a destripar el concepto Iron Man, que no es el hombre que sabe planchar, jeje. Iron Man, a mi modo de ver, es un hombre que se pone un exoesqueleto completo.

Funciones del exoesqueleto Iron Man (a partir de aquí no distingo entre hombre y máquina):

1. Proporcionar fuerza no sobrehumana. Esta es la función clásica de un exoesqueleto, el motivo por el que la necesita es para controlar el impulso de los reactores de las manos que generan un par sobre el hombro bastante serio cuando vuela y necesita mucha fuerza cuando los usa como arma.
2. Blindaje completo para recibir impactos.

Ahora vamos a hablar de la función 2: el blindaje. En este apartado para ser realistas en el análisis, no incluimos la lucha final. Entonces, le disparan con un fusil y con un tanque.

Como nota histórica, los vehículos blindados se inventaron para contrarrestar la aparición de la ametralladora de Maxim y las tropas de asalto, con sus fusiles, para contrarrestar a los vehículos blindados ¿creo?.

Total, Iron man para no morir por una bala necesita tener un blindaje que no deje huecos grandes para que no le entre. Esto sería una cota de malla. Pero para un gran impacto como una bola de cañón, necesita mucha resistencia con lo que el entramado anterior no sirve. La solución son placas macizas sin huecos.

Por tanto, IM esta perfectamente aislado como un tanque. ¿Pero los tanques están completamente aislados?

Falso, los tanques deben evacuar el calor generado por el motor y si veis la película "Los violentos de Kely", sabréis que "la parte mas débil de los Pantzer es la posterior, por donde refrigera el motor". El problema de la refrigeración es el motivo por el que el tanque Abrahms usa una turbina con ciclo Bryton+regenerador, que apenas necesita refrigeración y eso hace su estructura sea menos vulnerable.

Cierto es, que la fuente de energía de IM no libera calor, pero los accionadores que le dan la fuerza, esos pequeños motores eléctricos os aseguro que si, y bastante. Y tiene decenas de ellos por todo el cuerpo, luego para no abrasarse o quemarse necesita varios puntos para liberar calor. Además, esta el calor humano, irradiamos calor.

Para que IM aguante dentro del exoesqueleto necesita evacuar calor, y por tanto aberturas en varios puntos distribuidos por su cuerpo. Luego, el blindaje completo pierde su resistencia gravemente.

Blindaje completo, no.

Trabajando en ...

Buenas, he estado repasando la peli Iron Man y si, al final habrá especial Iron Man.

Ya se que muchos (¿?) llevais esperando este especial desde julio. Pero la vida es así, me gusta vaguear lo mio, jejeje.

Creo que para terminar con la asignatura de Física en la Ciencia Ficción lo mejor es dedicar el mes de enero a algo que yo entiendo un poquito: la robotica. No me las doy ni de experto ni entendido, simplemente conocedor de ese mundo. Un mundo, por cierto, que es enorme y que afecta a muchos campos de la ciencia mecánica, informatica, medicina, quimica, fisica,...

Un anticipo, el malo de la peli en este blog es el bueno. Me ayudará bastante a explicar muchas cosas.

¡¡¡¡¡Tambien aprovecho esta nota para desear a todo el mundo un feliz y prospero año 2009 !!!!!

La gravedad de Aquasilva

Por una vez, vamos a hablar de libros.

Aquasilva es el planeta donde transcurre la trilogía Aquasilva, escrita por Anselm Audley. El planeta tiene unas características distintas a las de La Tierra, es un planeta sin prácticamente tierra emergida y la economía se basa en el transporte marítimo. Está orientada hacia la Edad Media tardía (digo yo) pero con tecnología distinta. Volviendo a Aquasilva, el planeta, en un mapa se nos da la siguiente indicación:

"Circunferencia ecuatorial calculada por el Instituto Oceanográfico 104.635,2 kilómetros"

Es fácil a partir de este dato hallar el radio ecuatorial del planeta. Longitud de la circunferencia:

Cómo se determina la gravedad

La gravedad en realidad no existe, me explico, es una simplificación de la Ley de Gravitación Universal, de Sir Isaac Newton.

En resumidas cuentas dice algo así como "la fuerza con la que se atraen dos cuerpos es proporcional a la masa de éstos e inversamente proporcional al cuadrado de la distancia entre sus centros" (leer la fórmula es mas claro).

Por qué digo que la gravedad es una simplificación. Pues porque la gravedad es la fuerza de atracción que ejerce La Tierra sobre un cuerpo sobre su superficie y por otro lado, de la 2ª Ley de Newton:

F=m·a

Si igualamos las dos expresiones:

Y como el peso es una fuerza que se utiliza en muchos cálculos, pues a este valor en concreto se le da el nombre de gravedad (a=g=9.81 m/s²).

Donde m2 es la masa de La Tierra y r es la distancia entre el centro de la Tierra y el centro de una masa situada sobre la superficie de la misma, o sea, el radio de la Tierra. Esta fórmula es genérica a cualquier planeta.

Aquasilva

Para poder conocer la gravedad en Aquasilva necesitamos conocer la masa. Como no la conocemos planteo la hipótesis de que Aquasilva tiene la misma densidad de La Tierra:

Datos de La Tierra:

• Radio: 6378 km
• Masa: 5,97 10²⁴ kg

Sustituimos esta relación en el calculo de la gravedad:

¡¡25.96 m/s² son mas de 2 veces y media la gravedad en La Tierra!!

Al autor, se le ha ido un poco la mano.

Nota: He mentido, la gravedad se conocía, o se intuía, antes que la Ley de Gravitación. Seguramente una vez determinado el radio de la Tierra se sacó el dato de la masa de la Tierra. Simplemente tomé el camino mas corto para explicar el cálculo de la gravedad.

¿Cómo se crea la gravedad artificial?

Hola, hoy hablamos de un super_clásico en la ciencia ficción, los largos viajes espaciales: Misión a Marte, 2001: odisea del espacio son dos ejmplos útiles.

El mes de noviembre no ha sido muy productivo por mi parte. Aunque el anterior post me lo estuve currando en noviembre y ya que éste no quedó muy bien, pues vamos a aprovechar lo que aprendimos, para sacar nuevas conclusiones.

Volviendo a los viajes espaciales, el principal problema, como mucha gente sabrá, es vivir en ausencia de gravedad. Resulta, que a los humanos, con lo que nos quejamos de dolores de espalda por levantar pesos, no podemos sobrevivir sin gravedad terrestre.

Existen muchos efectos perniciosos de la vida en ausencia de gravedad.

Por ejemplo, el debilitamiento de los huesos, muchos no sabréis que los huesos son un órgano mas y que están vivos. Los huesos adaptan su dureza y resistencia a los esfuerzos o cargas que debe soportar. Por eso se ve a los astronautas actuales matándose a entrenar en el espacio, no es que en 15 días engorden y no entren en los trajes espaciales. Si alguno se ha quedado con la duda de cómo los huesos pueden variar su resistencia, la respuesta es variando su densidad, se disminuye dejando morir al hueso. Pero todos entendemos que es mas fácil, perder que ganar masa ósea cuando hablamos de adultos. ¿Si enviásemos niños al espacio quedaría enanos y débiles?

La solución es, cómo en toda tecnología, adaptarla a los seres humanos. Se necesita gravedad.

Si yo os pregunto qué es la gravedad, rápidamente contestareis “fácil, es una aceleración”. No hay problema, la nave se impulsa, luego crea fuerza y por tanto los que estén en el interior de la nave están sometidos a aceleración. Creo que todos pensamos que eso no sirve, la respuesta no ayuda nada.

Pero si pregunto a uno de mis primos pequeños, qué es la gravedad supongo que responderá, es algo que tira de mí hacia abajo.

Luego, debemos generan una aceleración de 9.81 m/s² en dirección vertical y hacia abajo. Y en la películas siempre se soluciona con un disco girando a velocidad constante. ¿Por qué?

La solución la tenemos en el post Spiderman, análisis movimiento .

En las películas, el radio del disco no cambia, es una estructura rídida, luego la aceleración de una persona que gira con el disco es:

a = -r (θ’)² u_r + r θ’’ u_θ = -r w² u_r + r α u_θ

Pero el disco siempre gira a la misma velocidad, w es constante, luego α=0. Entonces llegamos a la siguiente expresión:

a = -r w² u_r

Luego si r· w² = 9.81 m/s², estamos sometidos a aceleración equivalente a la de la gravedad.

Si veis una película de viajes espaciales con estos discos y podéis medir cuánto tarda en dar una vuelta sabréis el radio del disco.