Haltbarkeit von analogen vs. elektronischen Robotern?

Es hängt alles von den Sicherheitsabständen ab, die beim Design berücksichtigt werden: Wenn Sie Leute darüber beklagen hören, dass die Dinge in der Vergangenheit viel länger gedauert haben als heute, liegt das auch daran, dass sie aufgrund der größeren Unkenntnis der Eigenschaften der verwendeten Materialien mit größeren Sicherheitsabständen gebaut wurden .

Bei mechanischen Geräten reagiert ein Formel-1-Motor sehr empfindlich auf selbst kleine Abweichungen von den Konstruktionsbedingungen: Ich erinnere mich an ein Auto, das während des Rennens explodierte, weil einige Blätter einen Teil der Kühler blockierten. Auf der anderen Seite sind Hochleistungsmotoren weniger wählerisch in Bezug auf ihren Betriebszustand.

Gleiches gilt für die Elektronik: Ein 7-nm-Gate-Transistor kann leicht durch Überhitzung oder elektrostatische Entladung beschädigt werden, während ein alter 1-Mikrometer-Gate-Transistor viel mehr verträgt.

Denken Sie auch daran, dass ein vollelektronischer Roboter nicht viel kann: Er benötigt ein mechanisches Teil, um physisch mit der Welt zu interagieren, abgesehen davon, dass er Spannung oder Strom ausspuckt.

Was ist ein Roboter?

Es gibt zahlreiche Arten moderner "Roboter". Sie haben Roboter, die sich bewegen, Roboter, die stationär bleiben. Sie haben Industrieroboter, Militärroboter... Sie haben Spielzeugroboter, die wie Roboter aussehen und sich nur bewegen. Es gibt fortschrittliche zweibeinige und vierbeinige Roboter, die zu Unterhaltungszwecken hergestellt wurden. Medizinische Roboter, die Operationen durchführen. Das meiste davon wäre für die mechanische Technologie völlig unerreichbar . Sicherheit ist ein Thema.. Komplexität, Zuverlässigkeit..

Aber Sie haben auch Windmühlen und Webstühle, die mechanische Geräte sind, die eine überwachte Aufgabe erledigen können. Tatsächlich sind diese roboterähnlich . Wie eine Uhr läuft. Lassen Sie uns die Komplexität schrittweise aufbauen, sonst wäre "Mechanik" bald außer Reichweite.

Definition 1: Ein Roboter ist ein Gerät mit beweglichen Teilen.

Jeder Motor ist ein Roboter, jede künstliche Bewegung ist Robotik. Wenn wir diese Definition anwenden würden, ist alles erlaubt. Züge sind ziemlich langlebig, einige laufen 50-80 Jahre. Elektronik mit beweglichen Teilen, wie Plattenspieler und CD-Player, haben eine kürzere Lebensdauer, aber sie neigen dazu, weiter zu funktionieren. Für die Grundanforderung „bewegt und künstlich“ können beide Technologien langlebig sein.

Spielzeugroboter, die nur wie Roboter aussehen, meist Android-Roboter, fallen ebenfalls in diese Kategorie. Spielzeugroboter des 20. Jahrhunderts bewegen sich und flackern mit ihren Lichtern, 80% Mechanik. Sie waren nicht wirklich haltbar, die meisten wurden beschädigt. Ich habe sie jahrelang aufbewahrt. Heutzutage gibt es Robotik-Toolkits für Kinder mit Computerkenntnissen. Siehe Definition 4 unten, das ist eine andere Liga!

Definition 2: Ein Roboter ist ein Gerät, das eine überwachte Aufgabe ausführen kann.

Dadurch wird die Zahl der „Roboter“ erheblich eingeschränkt. Betrachtet man aber die beiden Aspekte „Bewegen“ und „überwachte Aufgabe“, so gibt es zahlreiche Geräte, die wir nicht „Roboter“ nennen, die beide Anforderungen erfüllen.

Der elektrische Webstuhl (1787) ist ein Beispiel für einen zu 100 % mechanischen Apparat, der eine ziemlich komplizierte Aufgabe erfüllt. Tatsächlich könnte man eine Uhr einen Roboter nennen. Soweit ich weiß, haben sich mechanische Uhren als mindestens genauso langlebig erwiesen wie elektronische Uhren und Uhren. Das wissen wir tatsächlich noch nicht. Allgemein verfügbare elektrische Uhren (Armbanduhren) gibt es erst seit etwa 75 Jahren, weniger als einem Jahrhundert. Die Elektronik könnte langfristig anfälliger sein und einen bestimmten Batterietyp erfordern, der ersetzt werden muss. Die Mechanik leidet nicht unter diesem Problem.

Definition 3: Ein Roboter ist ein Gerät, das unbeaufsichtigt eine Aufgabe ausführt

Jetzt sind wir im Reich der modernen Roboter . Zu diesem Zweck werden tatsächlich viele Industrieroboter eingesetzt. Um eine Aufgabe zu erledigen, die zuvor von einem Menschen erledigt wurde, schneller und mehr Stunden hintereinander. Ein Industrieroboter kann Möglichkeiten eröffnen, bestimmte Prozesse ermöglichen, die nur mit Menschenhand nicht möglich wären. Trotzdem würde ein 6-Jähriger einen Mitutoyo-Arm kaum als "Roboter" erkennen.

Diese Klasse von Robotern ist für ein mechanisches Technologieniveau nicht unerreichbar. Im Zeitalter der „Mechanisierung“ war sie das primäre Entwicklungsziel. Vor 1950 gab es eine Massenproduktion.. sehr anspruchsvolle mechanische Arbeit. Aber ohne die Elektronik ist es schwierig, sie zu kontrollieren, und es ist gefährlich, damit zu arbeiten. In dieser Zeit (1850-1950) gab es zahlreiche Unfälle mit mechanischen Produktionslinien, mit mechanischen Lösungen ohne Sicherheitsgrenzen. Es gab keine vorgeschriebenen Sicherheitsgrenzen und ISO-Normen, wie wir sie jetzt haben.

Definition 4: Ein Roboter ist ein Gerät, das eine menschliche Aufgabe autonom ausführen kann

Ein Autopilot übernimmt die Steuerung vom Piloten. Man könnte es einen Roboter nennen, oder man könnte das vom Autopiloten gesteuerte Flugzeug einen Roboter nennen. In jedem Fall wird es Entscheidungen treffen, sich manchmal bewegen. Fortschrittliche Industrieroboter oder Roboter in Krankenhäusern können Aufgaben übernehmen, die zuvor von Menschen erledigt wurden. Dieser Bereich erfordert vielseitige, mobile Roboter, denen spontan Aufgaben zugewiesen werden können. Roboter, die Industrielager unterstützen, Roboter, die Waren innerhalb eines Gebäudes aufnehmen und transportieren können. Es könnte mechanisch gemacht werden, mit Schienen und Tricks ... aber es würde eine sehr komplizierte Konstruktion werden.

Definition 5: Ein Roboter ist ein Gerät, das sich als Mensch ausgeben kann

Im virtuellen Bereich (Spiele, Filme) gibt es zahlreiche sehr glaubwürdige Designs. Einen solchen Roboter im wirklichen Leben zu schaffen, bleibt eine Herausforderung, aber einige Entwicklungen nähern sich spektakulären Ergebnissen. Dafür gibt es kein mechanisches Äquivalent. Ein mechanischer Roboter, der einen Menschen verkörpert, würde zu schwer werden, um sein eigenes Gewicht zu tragen.

Hier sind einige meiner Pläne dazu aus anderen Fragen. In diesen Welten hat die Elektronik weltspezifische Schwächen, die mit älterer Technologie umgangen werden.

1. Strahlung ist hart für elektronische Teile. Wie erkläre ich, dass ein interstellares Raumschiff immer noch riskante Weltraumspaziergänge erfordert?

Für Ihre Raumfahrer ist Strahlung ein großes Problem für Maschinen. Schaltkreise werden schlecht und Selbstreparaturmechanismen bringen sie möglicherweise nicht dorthin zurück, wo sie begonnen haben. Die Schäden, die Strahlung an der Elektronik verursacht, sind ohne unpraktisch umständliche Abschirmung nahezu unüberwindbar.

Das bedeutet, dass die KI und die Antimaterie-Eindämmungsmechanismen die einzigen Maschinen auf dem Schiff sind – beide versteckt in mehreren Schichten verschiedener Arten von Abschirmungen. Zusätzlich zu den Weltraumspaziergängen führt die menschliche Besatzung routinemäßige Wartungsarbeiten durch und reinigt das Schiff. Sie kochen ihr Essen über Gas. Sie waschen ihre Wäsche mit Uhrwerken, die von Federn angetrieben werden. Die Schiffswaffen sind Kanonen, die über Sprengladungen feste Projektile verschießen.

Computer Virus.

Wie würde ein Vertrag, der den Einsatz automatisierter Waffen verbietet, den Weltraumkampf verändern?

Dies ist eine Infektion von KI und anderen Computersystemen. Es ist nicht klar, wie es übertragbar ist. Systeme ohne Verbindung zu anderen Systemen können dennoch infiziert werden; möglicherweise breitet sich das Virus durch den Subraum aus. Damals infizierte dieser Virus die meisten oder alle KI-Kampfsysteme und noch viele andere Dinge. Das Virus macht nicht nur Dinge kaputt; es versklavt das infizierte Ding mit obskuren Motiven an einen obskuren Massengeist. Infizierte Systeme sind unzuverlässig, und anstelle Ihrer Ziele können infizierte Systeme damit beginnen, die Ziele des Virus zu verfolgen.

Das Virus könnte eine Waffe oder ein weiterentwickeltes Ding oder möglicherweise eine Lebensform von woanders sein. Früher brauchte es eine systematische Säuberung, um diesen Virus loszuwerden, und das Ergebnis ist eine starke Abhängigkeit von biologischen Systemen, Uhrwerken, Vakuumröhren und anderen infektionssicheren Automatisierungen.

und ein neues!

Uhrwerkroboter hat viel Polsterung.

Es ist in der Tat empfindlich. Das wussten seine Macher. Es hat Abwehrkräfte. Es ist gepanzert wie ein Eishockeytorwart. Stoßdämpfer in vielen Größen dämpfen Innenraumteile. Ohne seine Schockabwehr wäre es halb so groß und ein Drittel seines Gewichts. Es kann nackt gehen, wenn die Umstände es erfordern, aber es ist verwundbar.

Charles Babbages [Difference Engine][1] sollte in der Lage sein, mit „sechzehn Ziffern und sechs Differenzordnungen“ zu arbeiten. Es benötigte 25.000 Teile und hätte vier Tonnen gewogen. Es war ein großes Unterfangen, das nie vollendet wurde.

Ein moderner Computer kann ... etwas mehr als sechzehn Ziffern verarbeiten und enthält eine damals als irrsinnig angesehene Menge an Speicherplatz sowie die Fähigkeit, Programmcode auszuführen, was der Differenz-Engine fehlte. Selbst wenn Sie die kleinsten erdenklichen Zahnräder und Hebel herstellen, Millionen von ihnen, die alle perfekt hergestellt sind, damit es keine gebrochenen Kettenglieder usw. gibt, ist dies keine Maschine, die in der Lage wäre, herumzurollen. Und je kleiner sie sind, desto schneller verschleißen sie natürlich durch Reibung aneinander, oder desto wahrscheinlicher ist es, dass ein einzelnes loses Sandkorn oder ein winziger abgebrochener Zahnradzahn oder eine unzureichende Schmierung das Ganze einfrieren könnte.

Allerdings nur, wenn Sie sich strikt an die Regeln der realen Welt halten. Autoren von Steampunk-Romanen ignorieren diese Überlegungen routinemäßig, um eine gute Geschichte zu schreiben oder Wege zu finden, um zu betrügen. Zum Beispiel gibt es in „The Deep End“ von Tyler Tork einen großen mechanischen Computer, der die Beschränkungen des mechanischen Rechnens umgeht, indem er „magische Register“ einsetzt, um die schwere Arbeit zu erledigen.

Vergleicht man die Elektronik mit beweglichen Teilen aus denselben Materialien, jedoch mit allen realen Materialien, werden sich die beweglichen Teile abnutzen, die Elektronik jedoch nicht, sodass sie ohne besondere Gefahren, die der Elektronik eigen sind, zuverlässiger sind.

Wenn Sie jedoch eine Art – ich weiß nicht, wie ich es nennen soll – Atom-Punk (?) bekommen wollen, könnten Sie sich mechanische Computer mit Komponenten im Nanomaßstab vorstellen. Da die Komponenten durch atomare Bindungskräfte zusammengehalten werden, können sie sich nicht abnutzen und Reibung spielt keine Rolle. Sie könnten blockieren, wenn Material in den Mechanismus gelangt, aber sie brauchen keine Schmierung und können vollständig umschlossen werden – sie brauchen nur eine Energiezufuhr in Form einer beispielsweise von außen angetriebenen Achse, um die inneren Räder zum Laufen zu bringen runden. Machen Sie vielleicht eine Anspielung auf Kompartimentierung und Redundanz, um zu zeigen, dass Sie an Dinge wie die Anfälligkeit für kosmische Strahleneinschläge denken – der kleinste Fehler wird nicht das gesamte System zum Erliegen bringen, obwohl viele davon die Leistung oder Zuverlässigkeit im Laufe der Zeit beeinträchtigen können.