Жидкий металл из терминатора 2
Обновлено: 04.07.2024
Если вы — представитель моего поколения и еще помните, что такое «ждать неделю, пока будет этот фильм по РТР» — то, вероятно, вас в детстве тоже интересовал вопрос «Как уничтожить Т-1000». Еще в школе друг сказал мне: «Тебе показали первого Терминатора, чтобы ты понял второго». Сейчас уже не могу сказать с уверенностью, но, наверное, именно терминатор Т-1000 впервые подтолкнул меня к мысли о том, что химия – это надстройка над физикой, а серебристые ковкие и плавкие металлы на самом деле очень разные. Но Т-1000, конечно, не просто жидкий металл. Он воплощает, как минимум, три технологических вектора, о которых мы и поговорим ниже: 1) создание миметических полисплавов («mimetic polyalloy»), 2) химические, электропроводные и теплопроводные свойства жидкого металла, 3) роевая робототехника в экстремально миниатюрном представлении. В этой статье (и, надеюсь, в комментариях тоже) мы постараемся не вдаваться в натяжки и сюжетные ходы франшизы, которая, все-таки, является художественным произведением, а не техническим заданием – и обсудим, какие технологии из проекта Т-1000 по капельке перетекают в реальность.
Остается лишь догадываться, из чего именно состоял Т-1000, так как Т-800 в сцене у телефонной будки и по пути в психиатрическую клинику Пескадеро описывает эту машину Джону Коннору лишь в самых общих чертах. Т-1000 состоит из сплава с адаптивными свойствами, который может не только принимать разнообразную форму, но и имитировать живые ткани и синтетические вещества, а также регулировать собственную плотность и вязкость. Скорее всего, минимальная фундаментальная единица (капелька) Т-1000 очень невелика. Возможно, каждая молекула Т-1000 сохраняет способность к самоорганизации и свойства всей машины. Сам сплав Т-1000, вероятно, состоит из неблагородных (переходных?) металлов, не легирован вольфрамом, молибденом или рением, так как теряет мобильность и становится хрупким при температуре около −196 °C (жидкий азот):
Кроме того, в пятой серии франшизы «Терминатор: Генезис» показано, что Т-1000 хорошо горит не только в расплаве, как в «Терминатор: Судный день», но и в кислоте (кстати, Т-800 выставляет Т-1000 под кислотный дождь, при этом Т-1000 сгорает начисто, а рука Т-800 лишь немного дымится):
Образ Т-1000 помогает задуматься о двух технологических изысках: во-первых, об удивительной функциональной универсальности жидкого металла (или сплава) и, во-вторых, о пределах миниатюризации роботов, которые могли бы координировать свои действия по принципу роя, сближаясь при этом по свойствам с клеточной культурой. Кстати, небиологическая живая система, представляющая собой рой роботов, была описана еще в романе Лема «Непобедимый», но там она не клеточная, а состоит из макроскопических металлических «букашек», то есть ближе именно к рою, но не к сплаву. Молекулы Т-1000 явно проявляют своеобразное «чувство кворума», к которому я здесь еще вернусь. Но хватит пока фантастики; рассмотрим, какие результаты в производстве жидкометаллических сплавов достигнуты на настоящий момент.
Физические свойства и инженерный потенциал жидкого металла
Металлы, остающиеся в жидком состоянии при комнатной температуре, обладают некоторыми уникальными преимуществами. В частности, они могут менять морфологию и двигаться, если воздействовать на них различными энергетическими полями, например, электрическими, магнитными или менять градиент концентрации. При динамическом движении (которое кажется автономным) иногда даже легко поверить, что металл ведет себя как живой. Но кроме жидких металлических сплавов сейчас разрабатываются и другие функциональные жидкости, роль которых в различных дисциплинах становится все важнее. Функциональная жидкость – это среда с совсем иными свойствами, нежели молекулярный раствор (скажем, водный или органический), что позволит запустить новые механизмы синтеза функциональных материалов. Функциональные жидкости можно воспроизводить с высоким разрешением, если непосредственно «писать» ими или использовать в микроинъекциях, благодаря их замечательной текучести. Такие материалы могли бы легко самозалечиваться, чем очень пригодились бы при создании гибких роботов, и, в то же время, могли бы легко разбрызгиваться и снова собираться. Такая возможность была бы очень важна в биомедицинских контекстах, например, при доставке лекарств. Многие жидкометаллические вещества сосуществуют в твердом и жидком агрегатном состоянии, поэтому могли бы запасать энергию при таком фазовом переходе, что совершенно невозможно при работе с неизменно жесткими материалами. Основные классы веществ такого рода – это жидкие металлы, ионные жидкости и жидкие кристаллы.
Жидкие металлы (сплавы) – это новый класс материалов, состоящих из постпереходных металлов. Их сплавы имеют исключительно низкие точки плавления. Например, температура плавления галлия (Ga) составляет 29,8°C – то есть, он тает в руках. Первая научно-популярная книга Сэма Кина по химии называется «Исчезающая ложка» и отсылает именно к салонному химическому приколу XIX века. Галлий внешне похож на алюминий, поэтому, если изготовить из него чайную ложку, то в горячем чае она растворится. Но галлий остается в жидком состоянии при температуре до -80°C, если заливать его в специальные трубочки. Соответственно, галлий может использоваться в качестве наполнителя для точных термометров в очень широком диапазоне. На основе галлия можно получать сплавы, демонстрирующие уникальное фазоразделение, объясняемое разницей в температурах плавления компонентов этих сплавов. Если искусственно варьировать давление и насыщенность среды электронами, жидкие сплавы можно превращать в отличные растворы для реакций. Например, существует жидкий сплав галинстан или ингас (GaInSn), состоящий примерно из 68,5% галлия, 21,5% индия и 10% олова. При добавлении в него небольшого количества гадолиния (Gd) данная смесь спонтанно намагничивается и проявляет термомагнитные свойства. Подобные сплавы на основе галлия сочетают электромагнитные и теплопроводные свойства металла с текучестью, поэтому в будущем хорошо подошли бы для создания гибкой электроники, в частности, носимой — так как сплавы галлия биосовместимы и нетоксичны. Из явных недостатков галлиевых сплавов на Хабре отмечена несовместимость галлия с алюминием и плохая совместимость с медью, которые повсеместно применяются в приборостроении и электронике.
Галлиевые микромашины
Микро/наномоторы (MNMT) разрабатываются для выполнения тонких операций в микро- и наномасштабе, в частности, внутри человеческого тела. Кроме упомянутой выше доставки лекарств и другой полезной нагрузки, такие машины могут применяться при лечении опухолей, обеззараживании, точной хирургии. Применение подобных машин основано на преобразовании химической или физической энергии в кинетическую. Производительность MNMT в наибольшей степени зависит от собственных свойств того материала, из которых они изготовлены. Изначально большинство таких машин изготавливалось из золота, платины и металлических оксидов (ZnO, Cu2O), поскольку в пероксиде водорода им можно придать ускорение при помощи химического градиента. Но в биомедицине такое химическое топливо оказалось токсичным для человека, а сами машины – слишком жесткими и негибкими. Они легко повреждают и рвут тонкие канальцы, которые в организме повсюду. Для снижения токсичности и улучшения биосовместимости таких машин проектируются модели на основе полимеров и биогибридные машины. В целом такие модели нестабильны и быстро распадаются. Именно поэтому наилучшим компромиссным решением кажутся машины из жидкого металла.
При температуре, близкой к комнатной, в жидком состоянии находятся несколько металлов: цезий, точка плавления = 28.5 °C, франций = 27 °C, рубидий = 39.3 °C, ртуть = −38.8 °C и галлий 29.8 °C. При этом ртуть очень токсична, цезий и рубидий – слишком химически активные, а франций, к тому же, радиоактивен и встречается в следовых количествах. По сравнению со всеми этими веществами токсичность галлия минимальна, кроме того, его сплавы с индием и оловом стабильны с химической точки зрения. Особыми свойствами галлиевых сплавов, наряду с упомянутыми выше, являются фототермические и фотодинамические характеристики, а также реагирование на внешние стимулы и каталитические свойства. Поэтому из галлиевого сплава потенциально можно изготовить аппаратный аналог нейрона. Также такие машины могут применяться в микрогидродинамике, томографии, обнаружении раковых клеток, устранении сосудистой эмболии.
Но вернемся к тому, что управляемость галлия (а также его сплавов) повышается в узких трубочках. В таких ограниченных пространствах сплав остается в жидком состоянии, а также реагирует на магнитные и электрические воздействия, и даже на свет. Именно поэтому галлиевые сплавы перспективны для производства микромашин. В настоящее время одна из основных сложностей при проектировании таких устройств – добиться, чтобы они автономно двигались в узких каналах к месту назначения и по прибытии выполняли относительно сложные задачи, хотя бы доставку активного вещества. В таких каналах галинстановые микромашины двигались бы гораздо быстрее твердых аналогов и даже могли бы ускоряться и менять направление движения под действием магнитного поля. Чем уже канал, тем быстрее может двигаться в нем галинстановая машина; установлено, что такое явление обусловлено электроосмосом. В качестве сил, обеспечивающих движение жидкой микромашины в узком канале, известны, например, ускорение при помощи водородных пузырьков, давления, ионного градиента, ультразвука, ионного и магнитного поля. Доказано, что в щелочном растворе (NaOH) жидкометаллические галлиевые машины под действием электрического поля движутся к катоду. Их можно ускорить, если расширять каналы, по которым они движутся, и направлять, деформируя эти каналы нужным образом.
Тем не менее, такое движение не вполне полноценно, поскольку требует постоянного внешнего воздействия и осуществимо только в лабораторных условиях. Ситуация осложняется тем, что наноразмерные машины вынуждены преодолевать поверхностное натяжение жидкости, которое при их масштабах существенно ограничивает движение. Поэтому следующее поколение жидких наномашин должно не только самостоятельно извлекать энергию для движения, но и обрастать защитным слоем, который позволит им дольше функционировать в растворах с меняющимся кислотно-щелочным балансом.
Самодвижущиеся микромашины
Синтетические самопитаемые моторы, способные спонтанно преобразовывать химическую энергию в механическую активность, тем самым обеспечивая автономную локомоцию, отлично подошли бы для создания миниатюрных роботов с функциями сенсоров или детекторов. На основе галинстана сконструированы микродвигатели миллиметровых и сантиметровых размеров. Такие машины плавают в круглой чашке Петри либо в узких каналах с разной структурой, развивая скорость до нескольких сантиметров в секунду, причем сохраняют работоспособность до 1 часа без внешнего источника энергии. Металл легко деформируется и восстанавливает форму, но, кроме того, двигатель проявляет "биомиметические" свойства, сближающие его с моллюском. Подобно тому, как моллюск поглощает кремний, обрастая раковиной, галлий амальгамируется алюминием. Активность этого процесса зависит от нескольких факторов, в том числе, объема двигателя и содержания алюминия в растворе (для такого обрастания применяются растворы хлорида натрия или карбоната натрия). В щелочном растворе (например, гидроксида натрия) алюминиевый слой разъедается, выделяются пузырьки водорода, которые также обеспечивают движение микромашины. Тем не менее, в имеющихся на данный момент галлиевых микромашинах такое движение остается подобным броуновскому, то есть, неуправляемым. Чтобы придать нужный вектор такому движению, микромашины все-таки нужно направлять извне – например, при помощи лазера. Естественно, чтобы машина реагировала на лазер, в ней должны быть светочувствительные элементы. Комбинация галлиевых сплавов со светочувствительными соединениями, например, с диоксидом титана, подводит нас к следующему интересному аспекту: оказывается, жидкометаллическая поверхность может проявлять черты «аппаратного нейрона».
Тактильные жидкометаллические компоненты и мышцы для роботов
На основе жидкого металла робота можно оснастить светочувствительными и тактильными функциями. Так, показана возможность встроить в растяжимый силиконовый носитель сеть канальцев, наполненных жидким сплавом – и добиться, чтобы при нагревании этот материал менял цвет. Аналогичное изменение цвета происходит в ответ на механическое давление. Эта примитивная логика подобна той, по которой осьминог меняет цвет, реагируя на внешние раздражители. Кожа осьминога пронизана большим количеством нервов, и для него изменение окраски – это камуфляж; мягкий робот, в свою очередь, может менять цвет в зависимости от совершаемого действия. Доказано, что изменение цвета кожи у осьминога не регулируется мозгом; это именно реакция нейронов на входящий сигнал. Материалы, из которых изготавливаются мягкие роботы, электропроводимостью не обладают, а вот жидкометаллические капли – напротив, проводят как электричество, так и тепло. Галийсодержащая начинка может реагировать и на силу схвата, и на форму объекта, захваченного роботом. Можно уже на этапе изготовления детали для робота подмешать в полимер галлий-индиевый сплав. Исходно он концентрируется в виде капелек, но в ответ на механическое воздействие капли выстраиваются в сетку, подобно нейронам. Если в полимерном материале возникают трещины или дыры, то «нейронная сеть» спонтанно перегруппируется, и материал сохраняет электропроводимость. Более того, из жидкометаллического эластомера можно изготавливать мускулоподобные структуры, которые не только меняют и удерживают форму, необходимую для работы, но и при нагревании возвращаются в исходное состояние. Если воздействовать на галлиевую составляющую такого материала электричеством, то он меняет форму так, как того требует оператор.
Чувство кворума
Наконец, возвращаемся к замечанию о том, что жидкометаллические машины – это почти рой; они могут действовать слаженно, если обладают датчиками для этой цели. Многоагентные системы такого рода могут коллективно выполнять сложные задачи, в частности, что-нибудь строить или искать. Прямые и косвенные методы координации позволяют роботам обмениваться информацией, динамически подстраиваясь под меняющиеся ситуации. У такого поведения есть хорошо известный (микро)биологический аналог, так называемое «чувство кворума» в бактериальных пленках. Оказываясь в питательной среде или окружив конкретную клетку, бактерии обмениваются химическими сигналами, благодаря которым вся колония или биопленка решает общую задачу. Такой механизм межклеточной коммуникации позволяет каждой бактерии оценивать размер популяции (сколько нас тут) и действовать в соответствии с этой информацией.
Наноразмерные роботы, обладающие подобным роевым интеллектом, могли бы воспроизводить подобное поведение в точном производстве или медицине. Кстати, бактерии, объединенные чувством кворума, зачастую представляют дополнительную опасность, поэтому микробиология внимательно изучает как раз подавление этого механизма (quorum quenching). Рассмотрим, как перенести этот механизм на рой роботов, в частности, как аппаратно реализовать аналог сигнальных молекул (автоиндукторов).
Заключение
Здесь я не решусь фантазировать о том, какого размера могла бы быть минимальная капля Т-1000, обладающая всеми свойствами его полисплава и, соответственно, являющаяся полноценным роботом. Вероятно, это может быть связано с минимальными возможными размерами транзистора (об этом рассказано в статье, перевод которой может появиться в блоге @Sivchenko_translate). В любом случае, этот небольшой экскурс в физику жидкого металла хорошо сужает круг гипотез, объясняющих многие свойства Т-1000, в частности, его термическую и химическую слабость. Было бы интересно предположить, что эта модель могла бы быть легирована скандием или молибденом для приобретения достаточной тугоплавкости и остроты режущих кромок. Основное отличие большинства описанных образцов от Т-1000 – в том, что для их функционирования нужна среда-носитель, а энергетический запас жидкометаллического робота пока также оставляет желать лучшего (робот требует регулярной или постоянной подпитки). Сейчас я полагаю, что на примере Т-1000 мы видим аппаратную реализацию сложной нейронной сети и наноразмерного роя роботов одновременно, что лишний раз заставляет задуматься, куда способны завести нас наши технологии.
T-1000
Т-1000 — персонаж кинофильма «Терминатор-2: Судный день». Робот-терминатор, прибывший из будущего убитьДжона Коннора, противостоит терминаторустарой модели. Роль исполняетРоберт Патрик.
Содержание
На время событий второго фильма— самая последняя модель терминатора, созданная Скайнетом. Существует в качестве прототипа, в единственном экземпляре. Создан из жидкометаллического сплава, по совершенно иному принципу, чем предыдущие модели терминаторов с металлическим эндоскелетом. Т-1000 не подвержен механическому разрушению, его повреждённые части быстро восстанавливаются. Согласно дополнительному разъяснению в новеллизации фильма, каждая молекула запрограммирована на соединение с основной массой в радиусе до 14 км. [1] Огнестрельное оружие и взрывчатые вещества против него оказываются бесполезными, они лишь способны на короткое время вывести его из строя. При попадании пули он подвержен баллистическому шоку — кратковременному замедлению реакций и подвижности. Способен принимать различные формы, миновать преграды, просачиваясь через отверстия. Конечности служат холодным оружием, могут принимать форму лезвий или крюков.
Пластичность позволяла ему достичь качественно нового уровня для внедрения в человеческое сообщество. Он может копировать внешний вид людей (лицо, фигуру и одежду). Однако для этого ему необходим физический контакт с копируемым объектом.
Чувствителен к сверхнизким температурам, под воздействием которых становится хрупким и теряет подвижность. После воздействия жидкого азота его механизм поддержания формы оказался немного нарушен. (На заводе его ноги и руки стали самопроизвольно принимать структуру поверхности, на которую они опирались. Хотя, скорее всего, это было следствием перегрева). Попав в расплавленный металл, он, согласно официальному разъяснению, был уничтожен из-за того, что молекулы не могли взаимодействовать друг с другом. [2] Согласно замыслу сюжета фильма, Т-1000, в силу особенностей принципов его работы не поддавался полному контролю и программированию, и не мог, в отличие от терминаторов серии Т-800 в автономном режиме, быть переключённым в режим выполнения задания без самообучения. Свободная воля терминаторов серии Т-1000, по замыслу создателей фильма, воспринималась Скайнетом как потенциальная угроза.
Т-1000 прибывает из2029 в1994/1995 год [3] , чтобы убитьДжона Коннора. Копирует на себе форму полицейского и постоянно поддерживает этот облик, чтобы получить свободу действий. Находит адрес Джона в полицейском компьютере, настигает самого Джона в галерее игровых автоматов. Не сумев убить Джона, возвращается к нему домой и убивает его опекунов, копируя его приёмную мать. Затем предвидит его прибытие в лечебницу кСаре Коннор — настоящей матери Джона— и сам отправляется туда, чтобы принять её облик и устроить засаду. Джону и защищавшему его терминаторуТ-800 удаётся спасти Сару и уехать из больницы. Вновь настигает Джона, Сару и терминатора, когда их осаждает полиция в офисе корпорации «Кибердайн Системс». Захватывает полицейский вертолёт, в итоге настигает жертв на металлургическом заводе. Гибнет, упав в расплавленный металл.
Помимо «Терминатора-2» Роберт Патрик сыграл Т-1000 ещё в трёх фильмах. ВТерминаторе-2 3-D — короткометражном сиквеле фильмаТерминатор 2: Судный день, снятойДжеймсом Кэмероном для стерео аттракциона (1996). И в видекамео в картинах «Последний герой боевика» (1993) и «Мир Уэйна» (1992).
Джеймс Кэмерон изначально хотел, чтобы жидкого робота сыграл рок-музыкантБилли Айдол, но серьёзная авария на мотоцикле заставила музыканта отказаться от съёмок [4] .
В комментариях к фильму на DVD, сценарист и режиссёр Джеймс Кэмерон описывает его выбор Роберта Патрика, как желание создать персонажа преднамеренно отличного от оригинального Терминатора в исполнении Арнольда Шварценеггера. Я хотел найти того, кто будет хорошим контрастом к Арнольду. Если 800-я серия является своего рода танк, то 1000-я серия должна была бытьPorsche— Комментарии Джеймса Кэмерона на DVD . Первоначально, он видел в этой роли актёраМайкла Бина, который сыгралКайла Риза в первом фильме, с объяснением, чтоСкайнету удалось клонировать тело Риза и использовать его для нового Терминатора. Кэмерон в конечном итоге отказался от этой идеи, решив что это покажется зрителям слишком запутанным.
За компьютерные спецэффекты отвечала компанияIndustrial Light & Magic, а за механические—Stan Winston Studio (которые также создали механический каркасT-800). Согласно книге «The Winston Effect: The Art & History of Stan Winston Studio» из 15 минут экранного времени, в течение которых демонстрировались способности робота к трансформации и самовосстановлению, только 6 были сделаны с участием компьютерных эффектов. Остальное было создано с помощью новейших кукол, протезов и грима.
Визуальные эффекты, используемые в фильме для создания Т-1000, позволили фильму выиграть«Оскар» за лучшие визуальные эффекты [5] .
Технологии, использованные для изображения Т-1000, стали новым шагом в применении компьютерно-генерируемых образов в кино, «Терминатор 2: Судный день»— один из первых фильмов с использованием технологииCGI.
Жидкий металл заставили двигаться
Капли жидкого металла, сплав галинстан. Фото: Мельбурнский королевский технологический университет
Благодаря изобретению учёных из Мельбурнского королевского технологического университета (Австралия) в будущем человечество сможет сконструировать нечто похожее на модель T-1000 из фильма «Терминатор-2»: 3D-модель гуманоида из металла, который принимает заданную форму. Нужно только сделать эту модель более программируемой и послушной, разумеется.
Жидкий движущийся металл способен совершить маленькую революцию в электронике — с его помощью электронные цепи меняют свою конфигурацию по команде и работают словно живые организмы, где клетки двигаются и обмениваются информацией друг с другом, мечтают учёные.
Самодвижущийся жидкий металл разработан группой учёных под руководством профессора Куроша Калантар-заде (Kourosh Kalantar-zadeh). Суть изобретения — в химическом составе раствора, в котором движутся капли. Меняя кислотность и ионный состав (электрический заряд) раствора, исследователи могут управлять движением металлических капель в трёх измерениях.
На иллюстрации схематично показана экспериментальная установка, которую использовали учёные (b): два канала в форме букв U из полиметилметакрилата, то есть органического стекла. Они проходят параллельно друг другу и соединяются на выходе (outlet на схеме). Два канала несут разные типы электролитов, которые представлены на схеме разными цветами: кислотная среда — жёлтым, а щелочная — синим. Два параллельных потока контактируют через каплю жидкого галинстана диаметром 3 мм. Реальные фотографии экспериментальной установки показаны внизу.
Галинстан — сплав, которые состоит на 68,5% из галлия, на 21,5% из индия и на 10% из олова. Заявленная температура плавления металла составляет 19°C, но может быть уменьшена ниже 0°C (правообладатель Geratherm Medical AG не раскрывает метод понижения температуры плавления, но такой метод точно существует). Основное применение галинстана — замена ртути в некоторых областях, в первую очередь, в бытовых термометрах.
Капли галинстана движутся в зависимости от концентрации HCl и NaOH в растворе. На следующей диаграмме показано влияние на металл эффекта Марангони — разновидности конвекции, переноса вещества вдоль границы раздела двух сред, возникающее вследствие наличия градиента поверхностного натяжения.
Диаграммы внизу показывают степень деформации капли, в зависимости от концентрации HCl и NaOH в растворах.
Простое изменение химического состава растворов заставляет капли металла двигаться и изменять свою форму, без какого-либо дополнительного внешнего воздействия, механического или электрического.
«Используя это открытие, мы смогли создать движущиеся объекты, переключатели и насосы, которые могут работать автономно — это самодвижущиеся жидкие металлы, которые движутся в зависимости от состава окружающей жидкости, — говорит профессор Калантар-заде. — В конце концов, используя фундаментальные основы этого открытия, может стать возможным построение 3D жидкого металлического гуманоида с программируемой формой».
Если говорить более реально, то учёные предполагают, что управляемый подвижный жидкий металл может найти применение в различных электронных устройствах, таких как гибкие электронные 3D-дисплеи и медицинские диагностические сенсоры, которые меняют свою конфигурацию по команде.
Научная работа «Ionic imbalance induced self-propulsion of liquid metals» опубликована 4 августа 2016 года в открытом доступе в журнале Nature Communications (2016; 7: 12402 doi: 10.1038/ncomms12402).
Жидкий металл из терминатора 2
Пикабу в мессенджерах
Активные сообщества
Тенденции
Т-1000 с разницей в 30 лет
T1000 CAT Edition
Терминатор Т-1000. Начало
Вдохновившись легендарным T-1000 из фильма «Терминатор-2», ученые создали своего жидкого робота.
Изобретение китайских ученых умещается на ладони. Это пластиковое колесико, внутри которого — капля жидкого металла и литиевая батарейка. Контролируя напряжение батарейки, можно изменять центр тяжести металла, благодаря чему колесико катится в одну или другую сторону.
Работа над проектом жидкого робота началась 6 лет назад, когда ученые познакомились с уникальными свойствами жидких металлических сплавов — высокой электропроводностью, контролируемым поверхностным натяжением и необычайной гибкостью. «Мы думаем, что такие сплавы могут помочь при создании роботов, которые меняют форму, — говорит Тан Шиян, один из создателей робота. — Ну а я, конечно, сразу подумал о роботе типа T-1000 из фильма 'Терминатор', который я видел в 10 лет».
Таких роботов в будущем можно использовать для спасательных миссий. Например, при ликвидации последствий землетрясений для спасения людей из полуразрушенных домов. Подобные роботы в теории смогут проползать под заблокированные двери и просачиваться в щели. Концепцию можно масштабировать и в сторону уменьшения — тогда изобретение китайских ученых можно будет использовать для адресной доставки лекарств в организме человека.
Фантастические и реальные технологии «Терминатора»
Сегодня Арнольд Шварценеггер отмечает 70-летие, а меньше чем через месяц вернется на экраны в своем главном фильме. «Терминатор-2: Судный день» снова появится в кинотеатрах в обновленной 3D-версии. В России премьера состоится 24 августа 2017 года.
Как видите, интерес к фантастическому боевику, вышедшему в прокат 26 лет назад, не угас до сих пор. В чем причина зрительского интереса? Конечно, в этом огромная заслуга Джеймса Кэмерона, но фильм обрел популярность не только из-за таланта режиссера. Нам просто нравятся хорошие истории про восстание машин, искусственный интеллект и киборгов.
Удивительно, что история, рассказанная на языке фантастики, сегодня воспринимается как должное. Мы живем в мире дронов-беспилотников, огромных массивов информации, активно развивающихся технологий ИИ и вооружения, которое с каждым годом становится умнее. Поэтому для гик-культуры сегодня интересно анализировать жизнь и смерть Терминатора с точки зрения реального технического прогресса.
Знаменитый тизер, в котором впервые показана фабрика Скайнета по производству Терминаторов
Речь в статье пойдет о «Терминаторе» и «Терминаторе 2». Потому что все, что следует далее, либо заимствует оригинальные идеи Кэмерона — заимствует снова и снова, пока вас не начнет мутить от повторов — либо нарушает законы логики не только с технической стороны вопроса, но и в рамках собственной вселенной. Было бы ошибкой анализировать с точки зрения реальности технологии истории, в которых не могут разобраться сами сценаристы — благо, это сделали за них во многих разгромных рецензиях.
Да, если вам понравился «Терминатор: Генезис» и вы хотите больше узнать о путешествиях во времени — вы узнаете больше, но подробного разбора не будет. Коснемся лишь тех идей, которые заложил Кэмерон.
Интересно наблюдать за разницей в подходах Кэмерона и других сценаристов. На рисунке выше вы видите изображение актера Лэнса Хенриксена, загримированного под Терминатора. По первоначальной задумке Кэмерона Терминатор должен действовать скрытно, не выделяясь в толпе. И это логично — если вас отправляют из будущего в прошлое безо всякого оружия с целью уничтожить самого главного человека в истории человечества, вы вряд ли предстанете миру в виде двухметрового накачанного бодибилдера с запоминающимся лицом иностранца… Хотя в итоге так все и вышло.
А здесь вы видите модель, созданную концепт-художником для фильма «Терминатор: Да придет спаситель» (такой русский перевод Terminator Salvation). Т-400 — Терминатор с пластиковым покрытием, вооруженный плазменной винтовкой.
И работа Кэмерона, и концепт неизвестного художника в итоге не использовались в фильмах. В случае с фильмом «Терминатор» первоначальная задумка с неприметной машиной для убийств кажется логичной. В свою очередь, Терминатор с пластиковым покрытием вызывает много вопросов с точки зрения безопасности такого устройства.
Образ Терминатора у Кэмерона сложился сразу — он просто зарисовал свой ночной кошмар
Вместо актера Лэнса Хенриксена Арнольд Шварценеггер стал моделью 101 серии Т-800, хотя студия первоначально позвала его на роль 22-летнего Кайла Риза. Кэмерон, продавший права на фильм ради финансирования съемок, был категорически против, но не мог оказывать существенного влияния на продюсеров. К счастью, сам Арнольд больше заинтересовался ролью машины. В итоге из неприметного спецагента Т-800 стал воплощением грозного оружия возмездия.
Про Хенриксена режиссер не забыл и дал ему роль другого киборга — в фильме «Чужие», последовавшем за «Терминатором»
В нашей реальности роботы, действительно способные причинить вред человеку, выглядят именно как машины. Никто не пытается замаскировать автоматическую турель под нечто невзрачное. В этом есть логика — оружие должно устрашать еще до фазы активного применения. Противник деморализуется от одного вида высокотехнологичного бездушного устройства.
Т-800 предшествовали другие серии машин и многие из них показали в последовавших продолжениях фильмов. Были Терминаторы, выглядевшие как машины, были Терминаторы, которые неумело маскировались под людей с помощью резиновых масок. И, конечно, появились идеальные «копии» людей — Т-1000 из жидкого металла и Т-3000 из нанороботов. Они могли принимать любую гуманоидную форму, имитировать голоса, идеально встраиваться в человеческий социум.
Т-1000 не любит, когда холодно
Почему именно гуманоидная форма? С точки зрения формальной логики ограничение только одно — жидкий металл может принимать любую форму в пределах своего объема. Но увидеть собаку или кошку Т-1000 не позволили ограничения бюджета фильма. Однако в «Терминаторе 2» есть сцена, где Т-1000 ведет огонь из вертолета. Если приглядеться, то будет заметно, что для управления винтокрылой машиной в этот момент Терминатор вырастил себе две дополнительные руки.
В четвертом фильме появились гидротерминаторы, обитающие в воде, и мототерминаторы, рассекающие по разрушенным шоссе. Однако все эти устройства выглядели в первую очередь как машины, без особой маскировки. Кроме внешности человека у Терминатора Т-800 были и другие маскировочные особенности. Его плоть состояла из настоящих клеток. В сценарии и в некоторых удаленных для кинотеатрального показа сценах особо акцентировалось внимание на особенностях «человеческого» строения Терминаторов: по сюжету Т-800 нужно было иногда есть, чтобы поддерживать нормальное состояние клеток; Т-800 также постоянно потел, потому что плоть отторгала металлические части организма.
К слову, мототерминаторы в нашей реальности могут и появиться. Исследовательская команда The Blue Team работает над созданием роботизированного мотоцикла. Их Ghostrider Robot замечательно держит равновесие, умеет распознавать препятствия и объезжать их. Да и гидротерминаторы уже не должны вас удивлять — в Норвежском университете создали змею-робота Eelume. Робот создан для работы под водой, в основном это наблюдение за нефтегазовым оборудованием.
Как мы знаем, современные машины не испытывают никаких проблем с плотью — они просто с ней не знакомы. Да и люди, которые вживляют себе различные импланты, легко переносят в себе небольшие по размерам устройства. Но мы по-прежнему испытываем существенные проблемы с емкостными аккумуляторами — нет подходящих батарей, позволяющих роботам автономно функционировать продолжительное время. Забавно, что у Т-800 в первоначальном сценарии был только один источник питания.
Разнообразие функций
Четвертый «Терминатор» запоминается разнообразием ролей роботов. Здесь есть просто боевые машины, есть знакомый нам Т-800, есть гидротерминаторы, летающие машины, боевые человекоподобные роботы размером с дом, а также гибриды — машины, которым интегрировали мозг человека.
Сценарий, который изменили в самый последний момент, «заходил на огород» Айзека Азимова и напоминал сразу многие рассказы об искусственно созданных существах. В нем впервые появлялись Терминаторы, выполняющие роль обслуги. Была прописана сцена, в которой Терминаторы-садовники ухаживали за садом в городе, населенном киборгами. К слову, это не оригинальная идея — подобный мир будущего описывался в серии комиксов по фильму «Терминатор», издававшихся в конце 80-х годов.
Но и сам «Терминатор» оригинальной идеей не был, наследуя множество элементов из научной фантастики XX века. Наследовал так интенсивно, что писатель Харлан Эллисон подал на Кэмерона в суд, что сюжет «Терминатора» — это эпизод сериала «Сумеречная зона», сценарий которого писатель проработал на основе собственного рассказа.
Машины, которые не пытаются всех убить (неважно, с человеческим они мозгом или на микрочипе), гораздо ближе к нашей сегодняшней реальности. В комиксах 80-х впервые появляется то, что сегодня, вероятно, вполне можно построить и без ИИ: женщины-терминаторы, дети-терминаторы, собаки-терминаторы.
У Кэмерона изначально «мирных» машин не было. На рисунке выше вы видите Центуриона — это огромный шагающий четвероногий робот, созданный для охраны критически важных объектов Скайнет. Вооружен плазменным оружием.
В концептах для Т-2 было много удивительной техники. Например, огромный робот-трилобит непонятного назначения (если не считать основную цель всех роботов — уничтожение всего человечества).
Роботизированный поезд Скайнета, который так и остался на стадии концепта. Пожалуй, если бы у «Терминатора» бюджет был, как у «Аватара», мы бы увидели совсем другой фильм.
Что-то похожее на роботизированный поезд долгие годы пытался воплотить на экране Гигер. Его поезд кошмаров позади каждого вагона имел выдвигающийся ковш, который забрасывал внутрь бегущих по платформе людей — там их пережевывало, и по составу бежала густая кровь. В результате получилось всего 5 секунд поезда в фильме «Особь», из которых ничего толком не ясно. Но еще есть шанс увидеть ИИ, спрятанный в железнодорожные вагоны — однажды, возможно, экранизация «Темной башни» Стивена Кинга доберется до сюжета про свихнувшийся поезд.
Нам еще повезло, что в первые фильмы хоть что-то попало из войны будущего. На скрине выше вы видите «Hunter Killer (HK) Drone», а вот его более крупная тяжеловооруженная версия HK-Bomber, присутствующая в концептах, так и осталась только на рисунках.
Кэмерон нарисовал подземный комплекс Скайнет и даже саму машину времени, однако бюджетные ограничения не позволили воплотить эти объекты на экране.
На первый «Терминатор» денег не было и спецэффекты делались кустарным способом. Бюджет на «Терминатор 2» оказался и так превышен, поэтому машину времени показали лишь в пятом фильме. Хотя лучше бы не показывали. С точки зрения логики путешествий во времени к фильму «Генезис» возникает слишком много вопросов.
Критики 4-го «Терминатора» часто акцентируют внимание на штабе Скайнет, который выглядит как фабрика, построенная людьми. В оригинальных концептах Кэмерона фабрики созданы машинами для машин и мало похожи на творения человеческих рук.
Можно заметить сходство с городом машин в «Матрице» — еще один дом для ИИ.
Реальные боевые условия
Негоже машине из будущего расправляться с людьми голыми руками, поэтому Т-800 вооружен плазменной винтовкой Westinghouse M95A1. Модель сделали из пистолета-пулемета Calico M960.
Гусеничные танки появились еще в первом фильме — громадные бронемашины, весящие как минимум 100 тонн.
Что из вышеперечисленного похоже на реальность?
Современные автономные боевые системы ближе к классическому вооружению, развивающемуся в последние тридцать лет. Беспилотники похожи на обычные истребители, боевые роботы — простые колесные, гусеничные или стационарные платформы. Череда неудач, сопровождавшая Boston Dynamics, привела к продаже компании. Реальных роботов, способных выполнять хотя бы вспомогательные функции — доставлять боеприпасы солдатам — у нас по-прежнему нет.
Однако есть и значительное сходство между некоторыми экспериментальными образцами и техникой Скайнета. Crusher — полноприводная роботизированная боевая разведывательная машина повышенной проходимости, разрабатывавшаяся по заказу DARPA Национальным инженерным центром робототехники при Университете Карнеги-Меллон. Шеститонный Crusher предназначен для действий в автономном режиме (вне военных подразделений) и самостоятельного решения широкого круга боевых задач с различными вариантами вооружений.
А вот это уже российский робот. В России активно развиваются роботы легкого-среднего класса. В первую очередь — «Платформа-М». Это не конкретный вид робота, а целое семейство машин, построенных на базе унифицированного гусеничного шасси. В зависимости от установленного оборудования «Платформа-М» может быть машиной огневой поддержки, разведчиком, патрульным и сапером.
Вес робота — до 800 кг, полезная нагрузка — до 300 кг, радиус действия — до 1,5 км. Вооружение: пулемет Калашникова, гранатомет, ПТУР. Бронирование защищает робота от стрелкового оружия и небольших осколков. «Платформа-М» оснащена двумя электромоторами по 6,5 кВт, максимальная скорость — 12 км/ч. Аккумуляторов хватает на 6–10 часов движения.
Есть в нашей стране и более внушительные модели. БАС-01Г «Соратник» — семитонный мини-танк, предназначенный для полуавтономного уничтожения целей при помощи пулемета ПКТМ и противотанковых ракет «Корнет-ЭМ».
Роботизированные пулеметы SGR-A1 (производства Samsung) в тестовом режиме охраняют границу Южной Кореи. Первый раз робот-пограничник был представлен более 10 лет назад и с тех пор постоянно модернизируется. Оснащен 5,56-мм пулеметом, гранатометами, многочисленными датчиками, благодаря которым может автоматически идентифицировать и поражать цели на расстоянии до 3,2 километров.
Красивейший беспилотник X-47B способен решать различные боевые задачи в полностью автономном режиме. На данный момент программа X-47B заморожена из-за дороговизны (или, возможно, так сообщили для сокрытия информации), но в Великобритании разрабатывают аналогичный по концепции беспилотник Taranis. Масса британского беспилотника составляет около восьми тонн при длине 12,4 метра, высоте четыре метра и размахе крыла десять метров. И, конечно, он способен нести вооружение.
Эксперименты с жидким металлом — одно из самых перспективных направлений исследований в области физики металлов. Ученые из университета Северной Каролины разработали метод управления движением и формами капель из сплава галлия, точка плавления которого находится ниже комнатной температуры. К сожалению, пока управлять металлом с помощью электрического напряжения можно лишь в воде.
Самодвижущийся жидкий металл разработан и группой ученых под руководством профессора Куроша Калантар-заде. Ученые использовали химический раствор, в котором, меняя кислотность и ионный состав, исследователи добились управления движением металлических капель.
Отдельные части Т-800 уже созданы (за исключением пресловутого источника питания и процессора с ИИ). Электронный имплантат сетчатки, транслирующий изображение с камеры по беспроводной сети, устанавливают для восстановления зрения — чем не бионический глаз?! Роборука никого не удивляет, но есть проект KATIA — не просто рука робота, а механизм, способный к самообучению.
Про отдельные успехи в сфере искусственного интеллекта мы не раз уже писали. Здесь ученые смотрят на процесс с большим оптимизмом. В фильмах же роль ИИ играл код, надерганный из разных программ. Так T-X из третьей части вообще работает под управлением Mac OS 9 и обновляет себе Quicktime Player в свободное от рутины время.
А вот будущее франшизы «Терминатора» под большим вопросом. В 2019 году права на фильм вернутся Джеймсу Кэмерону. Кэмерон сообщил о намерении перезапустить историю «Терминатора» и подарить фанатам еще три новых картины про киборгов-убийц. Могут ли эти фильмы сохранять актуальность в наше время, когда реальностью становится так много из того, что раньше, во времена первых двух фильмов, считалось научной фантастикой?
Читайте также: