北京治疗白癜风得多少钱 http://m.39.net/pf/a_4536620.html机动战士（MobileSuit）是日本动画“机动战士高达”设想的近未来世界中主要的宇宙作战兵器——一种18米高的人形机体。就直觉而言，这一设定的合理性远小于其荒诞性。相比于考虑其在技术路线上的根源，从剧情需要（大量平民供养的少数精英战士才能复辟封建骑士/武士制度，为吉翁公国在*体上的倒退提供依据）或者情怀（个人力量可以无限放大的英雄主义）角度来理解反而更为容易。但假如仔细考虑的话，这一技术路线本身也并不是真的不切实际。机动战士的设计最容易遭到诟病的无非是两点：第一，为什么非得是18米高？我们知道，一个结构如果同比例放大十倍，通常来说都会垮掉，因为和尺寸大约成二次方关联的结构强度不能支撑和尺寸三次方关联的自重。一层的平房可以直接拿砖砌，十层的房子就得增加许多额外的承重结构，就是这个道理。现实中的兵器（这里指的是单兵/班组等级的作战单位）几乎没有造到18米高的（大约六层楼），我们也很难想象将来我们会基于何种理由设计这一尺寸的兵器。第二，为什么非得是人形？人形机器需要大量的关节部位，既脆弱又成本高昂，难以维护；人类的直立姿态虽然便于观察远处，但也容易被发现、正面被弹面也高。不论是战机还是坦克，都是正面扁平的造型，士兵在作战时为了规避火力也要匍匐前进。那么，在一个身高不影响观察距离（宇宙中没有弧形地面和各种地标遮挡物）的以远程火力为主的作战环境中，设计一种直立人形兵器到底是基于何种考虑？为了回答第一个问题，我们首先需要澄清机动战士到底来自于哪条技术线。事实上，作为一种由宇宙住民设计出的宇宙战用兵器，它并不来自于宇宙战舰技术（最初基于海*舰艇），也不来自于战机和坦克（车辆）技术，而是宇航服技术的延伸。这一点从它的名字也能看出：MobileSuit，相对于轻型的宇航服normalsuit，仅指具有动力的宇航服而已。那么宇航服技术需要满足哪些指标呢？首先，宇航服需要提供供宇航员在真空太空中生存的必要环境，包括空气、压力、防辐射……等等，这些大致等同于一定的设备空间、充足的能源（电力）和密闭环境。其次，宇航服需要提供宇航员在真空中移动的能力，而真空中移动和地面移动不同，大体上只能通过“向相反方向丢垃圾”的方式获得及改变速度。而这大致等同于充足的“投掷物”储量，加速投掷物的设备，以及改变投掷方向的能力。最后，宇航服需要保证具有一定程度的精密操作能力，只要要能捕获物体、并将其移动到特定位置。这大致等同于机械臂或者类似的结构，以及较为精确的提供（或者抵消）动量（速度）的能力。这些技术指标，就是决定前面两个问题回答的标准。那么，为什么非得是18米？这个尺寸实际上是由“小型化米诺夫斯基聚变反应堆”的尺寸决定的。这种依赖于“机动战士高达”系列作品中架空设定的空想粒子“米诺夫斯基粒子”和空想物理学“米诺夫斯基粒子学”来实现的架空能量源，大致上是一种能够实现自约束的高性能托卡马克聚变反应堆，并且会产生米氏粒子作为副产物。这种副产物又会在高度压缩的情况下从低质量高能量的带电粒子聚合为高质量不带电的超重粒子，并直接将大部分能量转化为动能（即速度）。这样一来，一方面，可控高效聚变反应堆提供了充足并持久的能源，副产物的超重粒子又恰好被加速到具有相当大的动量，一种技术就解决了能源和推进两大问题。宇宙世纪相对于我们现在更为高超的宇宙航行技术，正是依赖于米氏聚变炉实现的：战舰不需要额外推进剂，仅靠少量的聚变燃料就能长时间、长距离航行，可以说是非常理想了。而机动战士之所以能够被开发出来，在作品中也是由于米氏聚变炉成功的得到小型化。原本的米氏聚变炉尺寸非常大，因此只能搭载在战舰上（大约长米以上）。在最近的《机动战士高达：起源》中，被设定为吉翁公国先尝试开发MS，再得知米氏聚变炉小型化成功，我认为是不够合理的；在没有小型化聚变炉的情况下，就算想到要开发单人用机动装甲，也没有理由将尺寸设定为18米。这一点也在后续作品中得到了验证：在机动战士高达：F91稍前的时代，由于聚变炉尺寸的进一步压缩，得以实行“MS小型化计划”，将MS尺寸从18米压缩到了12米。在小型化米氏反应炉刚刚实现的时代，（基于人形结构），MS的尺寸最小就必须是18米。现在所有的问题都聚焦到了人形结构上。很显然，如果使用球型结构，其高度必然不需要达到18米就能容纳米氏聚变炉。而要回答这个问题，就不得不提到一个重要的概念：AMBAC机动（ActiveMassBalaceAuto-Control）。AMBAC的基本思路和现在航空技术中使用的“反作用轮”（reactionwheel）基本相同，就是通过精确控制自身的质量分布在不依赖任何动力的情况下于零重力环境中调整机体的姿态。在零重力环境下，由于没有摩擦力来抵消反作用力，移动机体的任何一部分都会导致另一部分向相反方向移动。例如，置身于零重力环境下的宇航员如果向外（右侧）挥出右手，会导致身体其它部分向左旋转。假如一部宇航设备有较大的可自由移动的质量，并且自由质量可以相对方便的快速分配到任何位置，那么理论上它就可以通过改变自由质量的位置来精确调整非自由质量部分的方向和位置（位置无法偏离整体重心太远）。对于宇航设备来说，这一技术主要在两方面具有必要性：其一，确保动作的精确性；例如在试图抓握某一物体时，伸手的动作会导致身体其它部分的后移。此时AMBAC就可以用其它自由质量的同步移动来抵消该反作用力，保持机体整体姿态和位置的稳定。其二，最大化发挥推进器的作用。使用AMBAC机动可以快速准确调整机体核心部位（非自由质量部位）的朝向，也就是主推进器的朝向，这就使得准确快速调整加速度的方向成为可能，也就是真正意义上的“宇宙空间高机动性”；同时，假如在自由质量部分装备小型的辅助推进器，则可以高效提供当下所需的角速度实现机体的快速稳定转动，或者提供非主推进器方向的瞬间加速度以及反作用力的抵消。由于自由质量部分可以自由移动的特征，这些推力的方向和力臂都能得到准确控制，在转动和短距离机动时都可以获得极高的效率。那么，AMBAC和人形结构有什么关系呢？我们已经明确知道，AMBAC成立的条件是设备中有较大部分的质量可以自由移动，并且自由移动的范围最好尽可能的大。同时考虑到辅助推进器的力臂问题，自然也是可能的最大力臂越大提供角速度越有效率。基于这两点要求，那么宇航设备就需要具有某种“能够伸长”的自由质量，才能提供较大的质量移动范围和力臂；同时这种能够伸长的结构还要具有较大可动性，来增加这部分质量配置位置的自由度。并且，向单一方向伸出的质量仅能提供一部分方向上的反作用力，为了能够实现整体的稳定，至少需要另一个方向上的类似结构，来抵消一部分不需要的力。这种能够伸长和自由摆动的结构，很容易想象，大体上就是一个具有至少一个，但很可能是多个关节的附肢。附肢的数量越多，越能自由获得准确的转动和移动；一个肯定不够，两个也许还很勉强，三个恐怕是底线。那么这样想象出的宇航设备，大概是什么样子呢？……一个球上面长满了触手。使用这种宇航设备恐怕会大幅增加宇航员罹患宇宙恐惧症的风险。那么目前为止，我们已经明确，18米高、有复数个可动附肢是机动战士必要的特征。其实从外观的美观性上考虑，做成人形已经有较为充分的理由了；但仍然有另一个更充分的理由使得机动战士不得不是人形：低重力环境。在机动战士，或者说宇航服的活动环境中，除了零重力的宇宙空间之外还有许多低重力的环境，例如在质量较大的小行星表面，月球表面，以及滚筒状的以滚动产生模拟重力的殖民卫星内部。在低重力环境中自由行动，就需要类似于在地面行动的动力结构；而我们现在常规的地面动力结构不外乎轮式和足式两种。相比于轮式结构，很显然，足式结构提供了更好的AMBAC能力。然而在足式结构中还有多足结构和双足结构的不同选项，现代载具基本上还是以多足结构为主，因为重力环境下多足结构提供更好的稳定性。但这一需求在低重力环境下变得不再重要，尤其是在配合上AMBAC和辅助姿势控制喷口进行姿态平衡的情况下，载具需要的仅仅是一个承受重力的支点罢了。在这种条件下，甚至多足反而会成为累赘，因为需要额外的控制来让所有足部同时触地，尽管这本身也不再有特别的意义。综合这些因素，在低重力环境下工作对机动战士提出的要求其实就是有足结构，并且不需要多足。（又由于单足结构不能提供步行的基本条件），实际上最经济又符合需要的就是双足结构了。还有一个重要的因素决定了机动战士最好是双臂双足：因为人类是双臂双足。这并不完全是基于接近人类审美观的考虑，更主要的是因为设计者和驾驶者都是人类。从设计角度来说，双足双臂的机体其运动、发力方式，受力和施力的结构和分布，都可以参考我们对人类自身的生理学研究成果，我们对人类的运动姿态和运动原理的研究都可以为其设计提供较为直接的支持和依据。另一方面，驾驶者也更容易理解和自身结构相似的机体的操作，甚至在一定程度上可以使用模拟操作的方式以四肢操纵四肢。而从（虚构）历史的角度看，机动战士的设计到实战应用都是在较短时间内完成的。（不同作品对此有不同的说法，大致都在数年到十余年之间。）这就意味着设计上必然需要参考甚至照搬较多的已有成果来追究尽快完成，而操作界面的设计和驾驶员的训练都必须要充分考虑上手难易度的问题。这也为机动战士被设计为人形提供了一定的合理性支持。这样一来，结论已经逐渐变得清晰：基于当时（被设定的）技术条件，和相应的工作环境和任务的要求，机动战士作为一种单人用小型宇宙空间/低重力空间长续航、多功能、量产型载具，其外形被设计为18米高的双臂双足人型几乎是必然的。虽然从作品分析的角度来看，这仍然可以被理解为实现作者某些理念的需要，但作品本身提供的背景设定亦能充分的提供这一技术造物成为这种样式的合理性。康达姆机器人