Re: [闲聊] 好孩子的空想生物教室 - 翼人篇

楼主: hsuans (大豆)   2024-06-04 22:00:00
※ 引述《spock ()》之铭言:
:生物的骨骼是目前已知同等重量与体积,机械性质在各方面平均的特性,最适合生物使用
:的材料。(好像废话)实际上,很多材料在某些方面都可以赢过骨骼很多,但是所有的
:机械性质加在一起评分之后,就会输给骨骼。
:而且最重要的一个特点是:骨骼会自我修复,人类的工程材料不会。
:甚至骨骼还会根据它感应到的承载,自我调整它在不同部份的机械性质,适应你的需要。
:(当然,程度有限,也需要一段时间)
:这里有一份写给普通人(好吧,至少你必须看得懂英文)的参考资料:(英文)
http://www.materialstoday.com/view/8218/why-are-your-bones-not-made-of-steel/
:(不建议使用 Google 翻译,我已经看过翻译成中文的结果了...)(默)
可是瑞凡,我看了(?)这篇文章,总结的论点好像有点不一样??
"为什么你的骨头不是钢做的?
这篇文章探讨了自然界和工程学中的结构材料。在科幻作品中,金属常被用作外骨骼和内
骨骼材料,而在现实世界中,骨替代品如人工髋关节常用金属合金制造。
如果给你一个选择,用你喜欢的工程材料替换掉所有骨头,可能你不会愿意接受这个提议
。因为自然界经过数百万年的进化,已经优化了骨头的功能。文章详细比较了骨头和金属
合金的性能,指出金属合金在强度方面远超骨头,但骨头具有自我修复的特性,这是工程
材料所没有的。骨头在日常活动中会不断受损并自我修复,这是依靠活细胞完成的过程,
目前这一领域仍在研究中。
文章还提到,骨头具有独特的性能组合,如相对高的强度和相对低的杨氏模量。这使得骨
头能在应力-应变曲线下储存和释放大量能量,在动态情况下尤其重要。然而,许多工程
材料在这方面也优于骨头。
文章最后探讨了为什么动物没有进化出金属骨骼的原因,尽管从理论上讲是可行的。自然
界在材料选择上比较保守,几乎所有生物材料都是由蛋白质和多糖纤维复合物组成,强化
材料为基于钙或硅的陶瓷颗粒。
总结来说,尽管工程材料在某些方面优于骨头,但骨头的自我修复和能量吸收特性使其在
结构材料中仍具优势。文章指出,材料科学家应该为他们的成就感到自豪,因为他们已经
能制造出比自然界更好的材料。"
所以该文的作者主张的其实是可以用金属合金取代骨头的
骨头的优势在于可以自我修复,但是现今的金属合金在强度上远超过骨头
所以既然不容易坏,那就不需要考虑修复的问题。
好,回过头来说,我们能不能以现今的科技制作出一对翅膀呢
听起来不合理,但是考虑到之前我们对于竹蜻蜓的思考
竹蜻蜓还是属于科幻的范围,但是有翅膀能飞行的“装置”能不能制作出来呢
技术优势与可行性
先进材料:
碳纤维复合材料:这种材料具有极高的强度和轻盈的重量,常用于航空航天和高性能汽车
中。它能提供坚固的结构,同时不会增加太多重量。
钛合金:钛合金以其优异的强度和耐腐蚀性闻名,且重量轻。这种材料广泛应用于航空航
天和医疗器械中,保证了结构的持久耐用。
强大动力:
电动马达:现代电动马达具有高效率和强大的推力,能够在不增加太多重量的情况下提供
所需的动力。这些马达在无人机和电动车中已经得到了成功应用。
锂电池:锂电池的高能量密度意味着它们能够在较小的体积和重量下存储大量能量,这使
得长时间飞行成为可能。目前的电动汽车和电子设备广泛使用锂电池,证明了其可靠性和
高效性。
智能控制:
惯性测量单元(IMU):IMU是一种传感器组合,能够测量飞行装置的角速度和加速度,实
时提供姿态数据,保证飞行的稳定性。
人工智能(AI):AI技术能够即时分析来自各种传感器的数据,并自动调整飞行参数。这
意味着飞行装置可以自动避开障碍物,调整飞行姿态,甚至在复杂的环境中导航。
GPS定位系统:GPS能够提供精确的位置信息,确保我们的飞行装置可以准确导航到指定位
置,并保持稳定的悬停。
仿生设计与人体工学:
仿生设计:我们的设计灵感来自于鸟类和蝙蝠的翅膀结构,这种设计能够提供最佳的升力
和效率,让飞行更加平稳和省力。
人体工学:我们确保飞行装置符合人体工学设计,佩戴舒适且操作简便,即使长时间使用
也不会感到疲劳或不适。
摄影机辅助定位与旅游纪录:
摄影机:在飞行装置上安装高清摄影机,不仅可以用来辅助定位,还可以记录飞行旅程,
提供独特的空中视角体验。这些摄影机能够实时传输影像,让使用者能够精确控制飞行,
并记录下每一段精彩的飞行瞬间。
为什么这是可行的?
所使用的技术都是已经成熟且经过验证的。
当我们已经完全习惯了无人机在空中盘旋不止,为什么无法制造出一对翅膀
操作者背上的重量以现代的技术可以压在人类勉强能接受的范围
飞到空中后的抗风性跟微调由AI负责(正如每台无人机所作的那样)
飞行的方向、速度等可以透过人的手势及头的转向等
透过AI对操作者的光学辨识得以实现......
作者: sleepyeye (咖啡因中毒)   2024-06-04 22:15:00
背着可接受跟扯着你的肩(或背)让体重抵抗G力是两码子事
作者: Strigiformes (猫头鹰)   2024-06-04 22:18:00
这听起来有点像是背一台小飞机
作者: rotusea (M.Y.)   2024-06-04 22:31:00
实际上鸟类刚升空的时候,也是属于飞得很丑的那类,为了增加翅膀面积,连腿上都长出飞羽人型生物要飞起来,风神翼龙可以参考一下。那种奇葩构型都能飞,而且还是天空主宰
作者: lifehunter (垄天)   2024-06-05 09:17:00
用带子把翅膀绑在身上的话 你的肩膀跟股沟撑不住G力一直往上扯

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