Greifhaar

Also ich denke nicht, dass dies wirklich plausibel ist, wenn man harte Wissenschaft verwendet. Sie haben dies jedoch mit [wissenschaftsbasiert] und nicht mit [hart wissenschaftlich] gekennzeichnet, und wenn das [wissenschaftsbasiert]-Tag bereit ist, viel zu trinken und wegzusehen, können wir vielleicht etwas zusammenbringen das sieht zumindest etwas wissenschaftlich fundiert aus.

Ich möchte mit einem Prototyp für den Motor beginnen: Nitenol-Draht

Nitenol hat das, was wir „Formgedächtnis“ nennen. Wenn dem Draht hohe Hitze zugeführt wird, bewirken die Phasenübergänge, die er erfährt, dass er sich an diese Form "erinnert". Später kann der Draht in nahezu jede beliebige Form gebogen werden, und wenn eine leichte Hitze angewendet wird, nimmt der Draht seine Form wieder an. Dies hat viele Anwendungen in der Industrie, insbesondere im biomedizinischen Bereich, wo es Chirurgen ermöglicht, etwas Dünnes zu implantieren und es dann seine Form annehmen zu lassen, sobald es an Ort und Stelle ist. Wenn unser Haar einige dieser Formgedächtniseigenschaften hätte, könnte es Dinge erfassen.

Natürlich ist dies sicherlich weit von einer vollständigen Geschichte entfernt. Nitenols Erinnerung ist eine Einbahnstraße. Es geht eigentlich nur von einer hochenergetischen "gestreckten" Form in seine natürliche Form mit niedrigerer Energie über, die durch die Erinnerung daran bestimmt wird, wann es zuletzt durch große Hitze abgekühlt wurde. Wenn wir Nitenol für unsere Haare verwendeten, konnte es etwas ausstrecken und greifen, aber es konnte nicht loslassen. Wenn es eine Möglichkeit zum „Loslassen“ hätte, müsste es mit noch weniger Energie als seine Erinnerungsform in einen schlaffen, nutzlosen Zustand gehen. Alles andere würde erfordern, dass das Haar "lebt" und metabolisiert, und das würde eine ganze Reihe biologischer Anforderungen schaffen, für die das Haar einfach nicht bereit ist (siehe die anderen Antworten für den Grund).

Damit das funktioniert, geben wir [wissenschaftsbasiert] ein paar gute Shots Absinth, und während es über die grüne Fee plappert, werden wir die Behauptung aufstellen, dass „Proteine ​​magisch sind“. Wir machen einige ziemlich spektakuläre Dinge mit Proteinen in der Biologie, von denen viele weit über mein Verständnis hinausgehen. Nehmen wir also an, wir könnten einige hübsche stellare Protienstrukturen mit einigen bemerkenswerten Eigenschaften herstellen. Sie können die Gesetze der Physik nicht brechen. Insbesondere die Energieeinsparung wird hier eine gewaltige Herausforderung sein, aber wir gehen davon aus, dass es sich um verdammt raffinierte Verbindungen handelt.

Die erste Herausforderung, die wir mit greifbarem Haar haben werden, ist das Bedürfnis nach Kontrolle. Wenn Sie einer Frau einen Kopf voller Erinnerungskabel vorschlagen und sie Sie wissen lässt, wie schlecht das für eine Idee ist:

Wir müssen sehr vorsichtig mit unseren Proteinstrukturen umgehen, um sicherzustellen, dass wir nicht einfach die schlimmste Version eines Bettkopfes dieser Biosphäre aller Zeiten erschaffen . Stattdessen werden wir das kreieren, was der Traum jeder Frau zu sein scheint: Haare, die von glatt zu lockig und von glatt zu lockig wechseln können. Dies wäre für eine einfache kristalline Struktur wie Nitenol sehr schwierig, ist aber für Proteine ​​nicht allzu plausibel.

Um mit diesem Haar zu kommunizieren, brauchen wir ein Nervensystem. Allerdings können wir es uns nicht leisten, unter Spannung stehende Nerven in den Haaren zu haben, also müssen wir etwas sparsamer sein. Da [wissenschaftsbasiert] zu diesem Zeitpunkt immer noch an einem ziemlich schlimmen Kater leidet, lassen Sie uns zulassen, dass die Haare mit einem vollständig digitalen Signalsystem verwaltet werden. Dies umgeht alle Arten von Komplexitäten, die mit den echten Signalsystemen des menschlichen Körpers entstehen. Wir können damit durchkommen, weil Haare im Gegensatz zu einem Arm oder einem Bein ersetzbar sind. Es wächst ständig nach außen, also muss sein Signalsystem nicht 70 oder 80 Jahre lang funktionieren. Je nachdem, wie schnell dieses Haar wächst, muss es vielleicht nur 5 Jahre lang funktionieren.

Wir wollen mehr als 2 Zustände für jedes Haar: lockig und nicht. Was wir für greifbares Haar wirklich wollen, ist, viele adressierbare Haarregionen zu haben, von denen jede lockig gemacht werden kann oder nicht. Glücklicherweise können wir durch die Umstellung auf den Stand der Technik dafür auf den Stand der Technik zurückgreifen. Es gibt ein sehr bekanntes Protokoll namens JTAG, das im Wesentlichen auf der Idee eines Schieberegisters basiert. Sie können eine Reihe dieser Geräte zu einer Leitung verbinden und dann damit beginnen, Bits hineinzuschieben. Jedes Mal, wenn Sie ein bisschen nach vorne schieben, verschiebt sich jedes Gerät ein bisschen in der Kette nach unten, um Platz dafür zu schaffen, wie ein Eimer Brigade. Wir können so etwas mit Proteinen bauen, indem wir so etwas wie die Jakobsleiter verwenden.

Jedes Mal, wenn Sie Daten nach unten verschieben möchten, fügen Sie ein neues Protien hinzu und drehen die gesamte Kette, um Daten entlang zu verschieben. Dafür wird Energie benötigt, die aber in der Wurzel, wo die Daten entstehen, zugeführt werden kann. Die gesamte Energie dafür könnte die Wurzel liefern, denn sie ist nur Signalenergie. Es macht keine wirkliche Arbeit wie das Hochhalten einer Tasse Kaffee oder das Schwingen von einem Glied.

Vielleicht bekommt jede Haarpartie 8 Zustände (3-Bit-Schieberegister). Sie entsprechen Befehlen für das, was das Haar tun soll. Jetzt können wir Daten langsam aber sicher auf jeden Haarabschnitt verschieben. Ich glaube nicht, dass wir mit dieser Herangehensweise Greifhaare haben werden, die auf Metall schlagen, aber wir können vielleicht wie ein Faultier einen Ast packen!

Mit JTAG signalisieren wir mit einem zusätzlichen Signal, TMS, dass wir „einsatzbereit“ sind. Dieses Signal wird an jeden Teil der Kette gesendet, um der Kette mitzuteilen: "Diese Bits sind Ihr eigentlicher Befehl und nicht nur Daten, die an die Eimerkette weitergegeben werden. Machen Sie etwas damit." Das könnte knifflig und sehr nicht organisch sein, also werde ich es ein bisschen aufpeppen. Obwohl ich nicht bereit bin, vollwertige Neuronen im Haar bereitzustellen, denke ich, dass wir ein kleines bisschen Verarbeitung mit der Energie durchführen können, die wir von den Haarfollikeln übertragen können. Ich möchte jedem Segment des Haares ein lineares Feedback-Schieberegister (LFSR) geben . Das ist wirklich wirklicheinfaches digitales Gerät, das wirklich nur die Bits ein wenig durcheinander bringt. Dies fügt meiner extravaganten, übermäßig komplizierten "wissenschaftlich fundierten" Lösung nicht wirklich allzu viel zusätzliche Pflicht hinzu, aber was es bedeutet, ist, dass jeder Haarabschnitt eine Botschaft sieht, die etwas anders ist als der vorherige Abschnitt. Ich werde dann die "Go"-Meldung von den Spitzen und nicht vom Follikel kommen lassen. Dies macht ein paar Dinge, die sehr nützlich sind:

• Es gibt ein Signal, um die Haarsträhne wissen zu lassen, dass jeder einzelne Teil der Strähne das richtige Signal erhalten hat – wir haben die gesamte Kette mit den richtigen Bits gefüllt.
• Es gibt uns eine Möglichkeit, die einzelnen Teile des Strangs anzusprechen. Technisch gesehen hätten wir jedem Teil einfach eine eindeutige ID geben können, aber damit ist eine biologische Herausforderung verbunden. Wir müssen uns daran erinnern, dass alles wie Haare auf biologischer Ebene angegriffen werden, wenn sie Energie enthalten. Deshalb sind Haare und Nägel so widerstandsfähig – fast nichts kann die Energie in ihnen verbrauchen. Wenn ich es einem Parasiten leicht machen würde, sich an das Haar zu binden und die mechanische Energie einzufangen, dann würde sich ein Parasit entwickeln. Die Zufälligkeit der Verwendung eines LFSR macht es für einen Parasiten viel schwieriger, eine beliebige Menge Energie aus dem mechanischen System zu ziehen.
• Es liefert Feedback, ähnlich wie die TDO-Linie von JTAG. Wenn das Haar nicht richtig funktioniert, kann die Kreatur einem Teil des Haares befehlen, etwas zu tun, nur um zu sehen, wo der Schaden liegt.
• Das Verhalten dieser LFSRs vorherzusagen ist einfach , wenn Sie das Gehirn sind, das an sie gebunden ist, und buchstäblich Hunderte von Möglichkeiten haben, sie herauszufinden. Im Haarkampf wird es für den Gegner schwierig sein, die genauen Strukturen Ihrer LFSRs zu lernen, um Ihr Haar gegen Sie zu manipulieren.

Ich habe gerade [wissenschaftlich fundiert] nachgesehen, und es versucht immer noch exotische Lösungen für den Kater, den ich ihm gegeben habe, wie die aus dieser Liste , also denke ich, dass ich noch ein wenig Zeit habe. Wir müssen über Energie reden. Nichts, was ich bisher getan habe, hat eine Leistung, die auch nur annähernd hoch genug ist, um greifbares Haar zu handhaben. Ich musste das absichtlich tun. Wenn es eine Stromquelle gibt, muss ich sie biologisch vor Parasiten und so schützen. Je weniger universell verfügbare Energie ich in dieses System stecke, desto besser. Irgendwann brauche ich jedoch genug Energie, die im System aufgebaut ist, um tatsächlich etwas Sinnvolles zu tun.

Dafür führe ich den „Wartungsmodus“ ein. Einer der auswählbaren Modi für jedes Haarsegment ist ein Erhaltungsmodus mit niedriger Energie. Dies ist höchstwahrscheinlich eine sehr lockige Form. Dies ist der niedrigste Energiemodus, den jedes Haarsegment erreichen kann. Egal, was wir mit dem Haar machen, schließlich erreicht jedes Segment diese lockige Form. Der gesamte Zweck dieser Form besteht darin, mechanische Energie einzufangen. Der Besitzer des Haares kann das Haar manuell dehnen, wie das Dehnen von Nitenoldraht, wodurch dem System Energie zugeführt wird. Wenn sie es weit genug dehnen, kann es schließlich in den anfänglichen Hochenergie-„Straight“-Modus zurückkehren, der bereit ist, alles zu tun. Dadurch wird die Energie eher in mechanischen Spannungen als in hochenergetischen Molekülen wie Glukose gespeichert, daher sollte es für Parasiten schwieriger sein, zu lernen, diese Energiequelle zu nutzen.

Interessant wäre auch, dass diese Ladetechnik an einzelnen Segmenten vorgenommen werden könnte. Es muss nicht einmal der ganze Strang auf einmal geladen werden. Ich könnte sehen, dass dies auf zwei Arten verwendet wird. Eine davon ist, dass eine Person ihr Greifhaar in Richtung ihrer Arme bewegen könnte, so dass sie die chemische Energie in ihren Armmuskeln nutzen kann, um Energie in ihrem Haar zu speichern. Dies könnte als eine Art "Pflege"-Aktion angesehen werden, wie eine Ente, die ihre Federn beschneidet.

Die andere interessante Sache ist, dass Haarsegmente sich gegenseitig "aufladen" könnten. Sie könnten ein Segment des Greifhaars verwenden, um an einem anderen Segment zu ziehen, um es wieder aufzuladen. Natürlich wäre dies ein verlustbehafteter Prozess. Sie würden weitaus mehr Energie aus dem Spendersegment verbrauchen, als Sie im Empfängersegment gewinnen würden, aber wenn es passieren sollte, dass Sie diesen bestimmten Abschnitt Ihres Haares mehr Energie benötigen, könnten Sie es sehen. Ein Zeichen von Nervosität könnte sein, dass sich die Haare der Person winden, wenn sie versuchen, die beste Energieverteilung zu finden.

Ich denke, [wissenschaftsbasiert] könnte in meine Richtung schauen, also ist es an der Zeit, mich zu verabschieden. Hoffentlich hat das geholfen!

Haare auf Eisenbasis könnten mit internen Magnetfeldern manipuliert werden (z. B. nur ein bisschen Eisen an der Spitze jedes Haares, damit es nach Bedarf angezogen / abgestoßen werden kann). Es hätte keinen starken Halt, ein Haar nach dem anderen, aber Klettverschluss bekommt viel Halt, wenn man es gemeinsam festhält.

Kurze Antwort: Es ist nicht möglich.

Alles, was fein genug ist, um haarähnlich zu sein, ist nicht stark genug, um Objekte fest zu greifen. Greifschwänze erfordern sowohl Muskeln, die stark genug zum Greifen sind, als auch die Skelettstruktur, um sie zu unterstützen.

Etwas wie der Arm eines Kopffüßers würde nicht funktionieren, weil sie darauf angewiesen sind, untergetaucht zu sein, um den vollen Bewegungsbereich zu haben.

Sie könnten die strukturellen Probleme handwinken und sich etwas Unsinn über supermaterielle Mikroroboterarme ausdenken, aber das ist nicht wirklich wissenschaftlich fundiert.

Sie könnten ein System aufrüsten, um 100.000 Haare in Echtzeit hochpräzise zu kontrollieren. Aber Sie müssten viele (mindestens 1/cm) Kontrollpunkte für jede Haarsträhne haben, um sie um etwas wickeln zu können. Ganz zu schweigen von den rechnerischen Herausforderungen bei der Verfolgung der Position jedes Kontrollpunkts und der inversen kinematischen Simulation weicher Körper, die zur Steuerung ihrer Bewegung erforderlich sind. Dann benötigen Sie eine genaue Karte der Umgebung, damit das Haar damit interagieren kann, da Ihnen jegliche Form von sensorischem Feedback fehlt. All dies für etwas, das funktionell ein zusätzlicher Arm ist, der an einer weniger strukturell soliden Stelle angebracht ist.

Ja, es ist möglich.

Siehe Flimmerhärchen und Flagellum .

Auf der Makroebene mag es nicht wahrscheinlich sein, aber es ist möglich. Sie können mit "Haaren" enden, die die Dicke einer Bandschlange haben, wenn Sie etwas Stärke wollen, und natürlich würde sich die Beschädigung der Glieder wahrscheinlich ziemlich intensiv anfühlen.

Sie erhalten möglicherweise auch nicht viel Dichte für das Haar pro Quadratzentimeter Hautoberfläche, eher einen Meduseneffekt als richtiges Haar. Aber auf der positiven Seite könnte es viel bunter sein als echtes Haar, sogar chromomorph!

Nein, es ist nicht möglich.

Wussten Sie, dass alle sichtbaren Haare, die Sie sehen, bereits „tot“ sind? Keine der Zellen darin lebt mehr.

Wenn Sie jedoch damit einverstanden sind, dass ein Haufen Mini-Affenschwänze aus Ihrem Kopf wächst, könnten Sie möglicherweise „Haare“ haben, die Dinge greifen können.