Олег Михеев
Фанат VR, гаджетов, хороших видеоигр, книг и фильмов.

Ужасающие тактики битв боевых роботов

Сложно не любить битвы роботов (ботов). По сути, они представляют собой современное технологическое спортивное мероприятие, в котором на арене сражаются роботоподобные устройства, созданные разными командами. На «ринг» выезжают два робота, а покидает его только победитель. Кстати, новый сезон поединков начнется уже 11 мая.

Конечно, существует множество инженерных аспектов этих ботов, но в основе работы любого из них лежит фундаментальная физика. Давайте рассмотрим некоторые из таких физических тактик, используемых в соревнованиях.

Горизонтальные спиннер-боты (Spinning Bots)

Сколько роботов имеют вращающееся оружие? Казалось бы, это популярный вариант. Но почему? Для чего, вообще, нужно это вращение? Предположим, что есть робот с горизонтальным вращающимся диском, расположенным сверху (с небольшими выступами для поражения противников). В качестве примера подойдет «Капитан Шредератор 2».

Капитан Шредератор 2. © battlebots.com
Капитан Шредератор 2. © battlebots.com

Зачем устанавливать на робота вращающийся диск? Ответ прост: энергия. Допустим, вы создали робота с длинной рукой, которая, качаясь из стороны в сторону, наносит урон противникам. Это здорово и классно, однако вращающийся диск все же наносит больше урона. Секрет кроется в двух вещах: времени и энергии.

Ударная энергия вращающегося диска зависит от его массы, размеров и скорости вращения. Это означает, что чем быстрее вы его вращаете, тем сильнее будет удар. Это дает диску тактическое преимущество перед качающейся рукой: продолжая увеличивать скорость вращения, вы увеличиваете энергию вращающегося оружия. Рука же в свою очередь имеет определенное количество энергии для удара: накопить и превысить это значение в данном случае не получится.

Но здесь есть и свои нюансы. Вращающееся оружие не лишено недостатков. Во-первых, для раскрутки и максимальной скорости требуется некоторое время. Во-вторых, после нанесения хорошего удара противнику ваш робот замедлится и опять потратит некоторое время на раскрутку оружия. И, в третьих, удар может повредить вражеского робота, а может просто оттолкнуть ботов друг от друга на большое расстояние. И так при каждом столкновении.

Вертикальные спиннер-боты

Возможно, вы захотите построить боевого бота с оружием, которое вращается вертикально. Это тоже неплохой вариант. Существует два варианта таких роботов: с дисками вращающимися вверх (up-spin battlebot) или вниз (down-spin battlebot). Разницу легко понять, посмотрев на изображение ниже.

© Wired
© Wired

Если вам нужен пример подобного боевого робота, посмотрите бой Минотавра и Кузнеца (на Кузнеца тоже обратите внимание – это отличный пример бота с другим типом оружия).

Эти боевые машины имеют те же преимущества, что и их «горизонтальные» собратья: они накапливают энергию по мере раскручивания оружия. Однако главный трюк up-spin battlebot заключается в силе, которой он оказывает воздействие как на противника, так и на себя. С помощью этой силы такой робот способен подбросить врага в воздух. Сам же атакующий в этот момент испытывает обратную силу, направленную вниз: робот просто упирается в землю, приобретая еще больше устойчивости.

А что насчет down-spin battlebot? В этом случае вращающийся диск оказывает одинаковое воздействие и на жертву, и на атакующего. Если правильно спроектировать такого бота, то с помощью силы, которая прижимает обоих роботов к земле, вы сможете просто распилить противника надвое своим «клинком смерти».

Вам нужен пример down-spin battlebot? Scorpios и Red Devil – лучшие из подобных устройств.

Red Devil © battlebots.com
Red Devil © battlebots.com

Угловой момент

Что, черт возьми, такое этот угловой момент? Лучшее объяснение вы найдете по ссылке, но для простоты обозначим его как свойство, связанное с вращающимися объектами. Если вы хотите изменить ось вращения объекта, то вам понадобится применить крутящий момент (крутящее усилие).

Да, правда, большинство людей в повседневной жизни редко встречаются с угловым моментом. Этот эффект можно увидеть, например, при использовании спиннера. Возможно, его наличие – это одна из причин, по которой спиннеры стали так популярны.

Робот с вращающимся диском также имеет угловой момент. Это хорошо видно на примере вертикальных ботов. Чтобы изменить направление робота, понадобится дополнительный крутящий момент. Это может привести к тому, что робот во время поворотов начинает наклоняться набок. Честно говоря, физика всех этих движений немного сложнее и, чтобы в ней разобраться, понадобится написать еще одну большую статью.

Боты с молотом (Hammer bots)

Еще раз пересмотрите битву Минотавра и Кузнеца. Сразу становится ясно, что Кузнец – это робот с молотом. Такие боты популярны по той причине, что их молоты просто круто выглядят. Кроме того, они способны крушить ими все подряд. Но что эффективнее: молот или вращающийся диск? Единственным явным недостатком первого является энергия удара. Размахивающий молот получает энергию только во время раскачивания. Для того чтобы усилить удар можно увеличить массу самого молота, но при этом уменьшится скорость размаха.

Кузнец © battlebots.com
Кузнец © battlebots.com

Но большой массивный молот создает новую проблему – импульс. Импульс – это произведение массы объекта на его скорость. И этот параметр не изменяется, если нет внешней силы, воздействующей на объект. Поэтому, чтобы hammer bot оставался неподвижным и устойчивым, он должен иметь нулевой импульс.

Во время опускания молота вниз его навершие имеет нисходящий импульс. А для того чтобы полный импульс бота оставался равным нулю, основное «туловище» робота должно иметь восходящий импульс в этот момент. А так как этого восходящего импульса нет, то Кузнец и другие hammer bots во время удара качаются и двигаются вперед. Это цена, которую вы заплатите за установку тяжелого молота на своего бота.

Клин-боты (Wedge Bots)

Нужно упомянуть и о клин-ботах. Идея заключается в том, чтобы сделать робота с наклонным клином и с его помощью переворачивать противников вверх ногами. На практике сделать такого робота несложно. Преимущество клин-ботов перед другими моделями заключается именно простоте конструкции: на них не нужно устанавливать качающиеся молоты или дисковые пилы.

Конечно, тактики боевых ботов не так просты как здесь расписано, но это всего лишь введение. Для того чтобы их объяснить в полной мере пришлось бы основательно заняться изучением физики. Возможно, в будущем вас как раз будет ожидать материал, посвященный этому вопросу.