Creando un súper soldado científicamente semi-válido, parte 3: Resistencia física a los golpes

Parte 1 aquí: Creando un súper soldado científicamente semi-válido, parte 1: Esqueleto

Parte 2 aquí: Creando un súper soldado científicamente semi-válido, parte 2: sistema nervioso

En la mayoría de las películas, cómics y juegos, los héroes y los villanos a menudo pueden soportar grandes cantidades de castigo sin siquiera un rasguño. Las explosiones salen a pies de distancia de ellos, saltan desde ventanas de varios pisos sin disminuir la velocidad después y, por lo general, todavía están al 100% de su capacidad después de un accidente automovilístico.

Entonces mi pregunta es, ¿cómo podrías diseñar una criatura (preferiblemente humanoide) para que sea tan resistente a los golpes como todo eso? Para esta pregunta, asumo que la pregunta de la parte 1 está respondida y que el esqueleto podrá recibir la descarga sin alojarse en los órganos. Si lo desea, puede suponer que hay un exoesqueleto presente. Además, esta pregunta se trata de soluciones biológicas que permiten que un cuerpo normal construya, repare y mantenga las características sin ser tan sintético que deba ser llevado a un taller para repararlo después del daño.

Solo hay dos opciones en las que puedo pensar, con un uso limitado para cada una, por lo que puedo decir. El primero es usar la misma configuración que tiene el cerebro: un cráneo o exoesqueleto en este caso, ya que quieres que todo el cuerpo sea resistente, luego algunas capas que pueden absorber los golpes y luego el órgano. Podría mejorar esto con ciertos materiales, tal vez colgando los órganos con hilos de seda de araña.

La segunda opción es básicamente cortar los órganos en muchas piezas independientes. Si pasa un golpe, las piezas se moverán de forma independiente y no se separarán entre sí.

¿Alguien tiene una buena solución para permitir que un humanoide resista mucho más daño de las fuerzas contundentes?

Tengo un pensamiento incompleto que parece que no puedo eliminar, así que lo dejaré aquí. Es un problema de marcos inerciales relativos. Tienes que desconectar un poco los marcos dando más tiempo para que los órganos se aceleren en respuesta al impulso del exterior. Por ejemplo, cómo un casco permite que una cabeza acelere en un dominio de tiempo un poco más largo que el caparazón del casco. Tendrá que hacer esto al mismo tiempo que evita la propagación hidráulica de la fuerza.
@Sean Boddy Creo que sé lo que quieres decir. Me di cuenta de que estaba haciendo una pregunta por dos problemas. El primero es la repentina aceleración y desaceleración de los órganos y cómo sobrevivir, el segundo es cuando una explosión o un automóvil o incluso un hombre los golpea, y la onda de choque que esto hace que se propague a través del cuerpo causando hemorragia interna y órganos rotos. Cambiaré el OP para que lo refleje mejor.
Además de las capas de grasa para amortiguar el daño interno, tal vez alguna forma de escudos/escamas exteriores similares a la cerámica. Similar a cómo funciona la armadura corporal de cerámica para balas mediante el uso de la fractura de la cerámica para disipar la fuerza de una bala. El esmalte, el material biológico más duro, tiene un 5 en la escala de Mohs, mientras que la mayoría de las armaduras de cerámica tienen un 8 a 9, pero con un poco de ingeniería genética adecuada, estoy seguro de que podríamos hacer algo más difícil...

Respuestas (8)

Conoce a Graham . Es el aspecto que tendría un humano si hubiera sido diseñado para sobrevivir a un accidente automovilístico. Esto puede darle una idea de lo que necesitaría para diseñar un ser humano que resista grandes cantidades de impacto.

No estoy de acuerdo con el fluido no newtoniano dentro de la piel. Esto evitaría pinchazos, pero no disiparía el impacto. De hecho, crearía un mayor impacto porque toda la energía está siendo absorbida por su cuerpo en lugar de pasar a través de él.

Tendrás que tener zonas de deformación o suspensión elástica como mencionaste que eviten que los órganos se choquen demasiado. El mayor problema es conseguir ese tipo de bienes raíces dentro de una criatura.

¡Esto es bastante bueno! Tengo mis reservas sobre algunas cosas, como agregar aleatoriamente nuevas formas para que las rodillas se doblen y esperar que algunos ligamentos resuelvan cualquier problema de inestabilidad o que la eliminación del cuello ayude (lo que reducirá la gravedad de las lesiones y aumentará los choques que causan lesiones), pero por lo demás, da una buena idea para hacer que un humanoide sea más resistente a los choques.

Líquido no newtoniano como parte de su piel.

Los fluidos no newtonianos tienen la capacidad de volverse sólidos cuando entran en contacto con una gran fuerza. Imagina una piel que está imbuida con ese tipo de fluido (no soy un experto, así que no entraré en detalles; solo imagina tu capa de piel hecha con carne y este fluido en particular). Le permitiría a su cuerpo moverse libremente, hacer ejercicio e incluso saltar sin endurecerse.

Pero cuando la piel recibe un golpe, se vuelve tan dura como el acero .

De esta manera, tu súper soldado permanece intacto después de un susto y puede continuar su camino como si nada hubiera pasado. BONIFICACIÓN: su piel se desmoronaría si el impacto es demasiado para él, emitiendo calor ya que le permite aguantar un súper ataque.

¿Qué fluido no newtoniano tienes en mente? Si no tiene nada específico, esta respuesta básicamente dice: "use un material que pueda detener el impacto, pero de una manera menos práctica al convertirlo en líquido". Los fluidos no newtonianos de los que soy consciente no detendrán ningún shock físico grave... algunas personas piensan que se vuelven arbitrariamente fuertes y detienen cualquier cosa, pero ese no es el caso en realidad. Además, no olvidemos que la penetración de la piel podría no ser el problema principal aquí.
@ Raditz_35 al hacer esta respuesta, tenía en mente este video: youtube.com/watch?v=LlEo5MbcaX0 , si esto puede ayudarlo a obtener una mejor vista :)
Podría valer la pena incluirlo en su respuesta. ¿No es esta solución básicamente lo mismo que engordar al soldado? No sería grasa sino un poco de líquido, pero aún sería una gran cantidad de masa oscilante en movimiento alrededor del soldado, lo que podría ser particularmente poco práctico alrededor de la cara.
No es necesario que esté en la misma proporción en todas las partes del cuerpo. La cabeza, por ejemplo, ya es resistente a los golpes debido a que el cráneo está hecho de grafeno. Las otras partes engordarían, por supuesto, pero se puede hacer lo suficientemente decente como para no distorsionar demasiado la silueta (piense en La montaña de Game of Thrones, el actor).
¿No mataría esto al humanoide más rápido? Como analogía: autos (el fluido endurecido) de los viejos tiempos con un humano blando (los órganos) adentro. A la gente no le gustaban los daños, así que hicieron sus autos duros y fuertes. Una colisión hizo poco daño al automóvil, pero el humano a menudo moría. Así que comenzamos a agregar zonas de deformación para absorber energía por deformación y disminuir la fuerza máxima del impacto extendiéndola. ¡Entonces, a menos que el acto de endurecimiento absorba una gran cantidad de energía, acabas de matar a mi pobre humanoide!
En cuanto al fluido no newtoniano, ¿no funcionaría mejor el diamene? google.nl/amp/s/www.graphene-info.com/… . No se filtra cuando se daña, se puede trabajar en un material como seda de araña ( en.m.wikipedia.org/wiki/Darwin%27s_bark_spider ) para que las piezas rotas no viajen a través del cuerpo con sus bordes afilados y la seda de araña ofrece algo más. distancia para detener el impacto.

Lo creas o no, ¡los humanos ya tenemos esto! ¡Es un súper material que protege los órganos vitales, disipa el impacto y sirve como almacenamiento de energía excepcional! ¿Qué es este súper material que producimos?

¡GORDO!

Sí, no es algo en lo que normalmente pienses cuando hablas de súper soldados, pero un porcentaje saludable de grasa corporal será absolutamente necesario para que funcionen por muchas razones (muchas de las cuales puedes ver en mi respuesta en tu publicación original) . Además de necesitar la grasa para almacenar energía, una capa decente de grasa subcutánea protegería a una criatura contra cortes e impactos, ya que la grasa absorbe la onda expansiva de un impacto severo. Siempre que los huesos sean lo suficientemente fuertes (tubos de grafeno), la piel pueda resistir el impacto (capa de grafeno) y el cuerpo pueda reparar cualquier hemorragia interna (nanobots), entonces una capa de grasa debajo de la piel hará maravillas para el shock. absorción.

Ahora hay versiones más extremas, pero si quieres una versión de la vida real que puedas tomar hasta 11, realmente no puedes hacerlo mejor que gordo. Porque, como la mayoría de los tejidos biológicos, sirve para múltiples propósitos y los hace muy bien.

Solo estoy tratando de sacar el máximo provecho de tu respuesta. La grasa es una respuesta maravillosa, es funcional, ayuda al humanoide a sobrevivir, si la grasa está vacía, sigue siendo funcional como absorción de impactos, a menos que el humanoide esté tan hambriento que tenga que canabilizar su propio tejido graso. En accidentes automovilísticos o de avión o cuando se produce una explosión, no es un problema si tiene mucha grasa, pero en algún momento el peso adicional será letal cuando haga cosas como saltar por una ventana a medida que aumenta la velocidad terminal pero el el tejido graso agrega menos material de absorción por órgano. ¿Hay alguna solución adicional?
Como comentario adicional, en este video a las 2:50: youtube.com/watch?v=djXLI95GJKQ hablan de una especie de fluido incompresible que revestiría el traje de Iron Man como una forma de absorber el impacto. ¿Alguna idea o sugerencia de cómo algo así podría ayudar? El agua ya es bastante incompresible, por lo que tal vez podría funcionar revestir el exoesqueleto con agua por fuera y por dentro.
Todo lo que pensé fue que si diseñas un súper soldado de esta manera, entonces un simple exoesqueleto asistido mecánicamente lo haría casi indestructible. La única razón por la que no lo mencioné es porque pensé que podría estar un poco fuera del alcance de la pregunta. ¡Agregue los tubos de grafeno en los huesos, la capa de grafeno en la piel, los nanobots para reparar cualquier daño causado, la grasa y un buen exoesqueleto sólido y tendrá un súper soldado indestructible! ¡El fluido incompresible también sería una gran idea para el exoesqueleto!
No creo que el soldado sea indestructible. Incluso con toda la protección contra la inercia, el mejor método probablemente sería matarlo a golpes magullando la estructura interna. Básicamente, dejarían de construir balas y comenzarían a construir proyectiles HESH en miniatura para enviar ondas de choque a través del cuerpo. Alternativamente, podrían usar su súper fuerza para golpearse entre sí y matar el cerebro o destrozar los pulmones. Además, tengo la intención de que les disparen con proyectiles Railgun que se mueven a unos 7000 m / s, algunas respuestas interesantes en este sitio, pero aún tengo que preguntar qué harían exactamente.
Indestructible fue un poco hipérbole, lo admito, y lo que dijiste, Demigan, probablemente sería la mejor manera de lastimarse entre ellos. Sin embargo, serían increíblemente duros.

Necesita convertir la energía cinética en energía térmica (esencialmente creando un amortiguador). Curiosamente, sus huesos ya son bastante buenos en esto debido a las trenzas de colágeno reforzadas con minerales que forman su densa estructura ósea esquelética. Lo que necesita es un tipo de piel que pueda convertir este choque (protegiendo sus órganos) en calor (que luego puede disiparse ya que está justo debajo de su piel. Como dijo Christian, (sobre fluidos no newtonianos debajo de su piel)

crearía un mayor impacto porque toda la energía está siendo absorbida por su cuerpo en lugar de pasar a través de él.

Eso es útil: el fluido no newtoniano no es muy útil. Es posible que desee crear algún tipo de sistema que lo canalice a diferentes estructuras, como huesos no esenciales. Lo más importante es proteger sus órganos.

Transformar la mayor parte en calor no parece muy posible y un sistema eficiente necesitaría rápidamente algún tipo de protección para evitar el sobrecalentamiento. Pero la canalización de fuerzas en diferentes estructuras, eso es lo que estoy buscando, creo. ¿Cómo puedes canalizar la onda de choque de un martillo hacia tu pecho lejos de tus órganos y hacia estructuras diseñadas para disipar el impacto a través del movimiento, el calor y la presión? Me imagino algún tipo de sistema de aceite donde una onda de choque se transforma en presión en el aceite que luego puede liberarse gradualmente con el tiempo cuando se adapte mejor a la criatura o algo así.
@Demigan Incluso si el 100% de la energía cinética se convirtiera en calor, una ronda de .45 magnum solo calentaría 1 kg de agua en aproximadamente 0.3 °. Entonces es algo despreciable
@ P.Lord Con lo que tenía un problema sería cómo transformar toda esa energía cinética en calor en una superficie de la piel, o incluso utilizando todo el cuerpo. Además, un aumento de 0,3 grados podría no ser nada para nosotros, pero para un superhumano con un metabolismo que sin duda generará mucho más, mucho más calor... Y si te encuentras en un accidente automovilístico, esos 0,3 grados de un .45 magnum en una pequeña porción de su cuerpo cambiará a muchos más grados en todo su cuerpo. Una combinación de cinética a calor y absorción cinética normal parece lo mejor aquí, así que todavía estoy interesado en esta solución.
Desde el punto de vista de la mecánica de la historia, este es un enfoque interesante. Básicamente significa que tu supersoldado es indestructible a menos que reciba un golpe muy fuerte, como caer desde muy alto o recibir un puñetazo muy fuerte. Luego necesitarían tomarse un minuto para enfriarse. Podrían luchar con un traje especial que tiene un sistema de enfriamiento similar al que se usa en los trajes espaciales.

Esto significa que están hechos de fibras paralelas que optimizan su capacidad para arrastrar su vector requerido. En este ángulo, puedes castigarlos todo lo que quieras con un riesgo relativamente pequeño de lesiones. Sin embargo, las balas tienden a golpear los músculos de los lados, lo que les permite pasar entre las fibras musculares con relativamente poca fuerza. Si los músculos estuvieran tejidos más como Kevlar, serían extremadamente difíciles de penetrar. A diferencia de los músculos más gruesos o más duros, los músculos tejidos no reducirán significativamente la flexibilidad, pero es posible que sufras una ligera disminución en la fuerza de tracción, ya que ya no estás tirando en línea recta.

Quizás la mejor opción para una armadura natural que no parezca menos humana sería fortalecer todo el cuerpo de tu persona con una Duramadre.

La duramadre es la membrana protectora más externa que cubre el cerebro y la columna vertebral. Es excepcionalmente fuerte, flexible y está hecho de fibras cruzadas irregulares. Un informe del sistema de salud pública de Nueva Jersey muestra que la duramadre de las ratas puede soportar 1,3 millones de pascales de estrés, lo cual es mucho, especialmente teniendo en cuenta su tamaño. Al colocar capas de duramadre entre la piel y los músculos estriados, su persona se verá, sentirá y se moverá como una persona normal, pero cuando se dispare con un cartucho de pequeño calibre, las fibras de la duramadre distribuirán el impacto a lo largo de una gran cruz. -sección de los músculos en lugar de permitir que simplemente perfore entre ellos. Con impacto distribuido, tus músculos pueden hacer lo que hacen bien y contraerse.

Al distribuir el impacto sobre una superficie más grande, probablemente se desgarraría la piel, se producirían muchos moretones y se produciría una inflamación muscular grave después de recibir el disparo, pero sería mucho menos probable que la bala alcanzara los órganos principales.

Esta pregunta no se trata de la armadura, sino de cómo absorber la mayor cantidad de golpes físicos. La duramadre es probablemente una buena respuesta, ya que está allí para proteger el cerebro contra los golpes. También muestra los límites de su protección: un golpe lo suficientemente fuerte y el cerebro golpeará la pared del cráneo causando una conmoción cerebral. ¿Hay protección contra las conmociones cerebrales? Los músculos no son una buena respuesta ya que se enfocan en su protección contra balas. Además por cada fibra que pones en una dirección diferente pierdes toda su fuerza. Entonces, el 50% tejido en otra dirección significa una pérdida del 50% (más aún cuando tenga más volumen inútil).

No estoy seguro de que lo que quieras (resistente a: vacío, energía, proyectiles, más súper fuerza, velocidad, durabilidad) sea plausible en un sistema puramente biológico (a menos que vayas a leer "La guerra del viejo", pero incluso eso fue solo en su mayoría biológico).

En su lugar, sugiero que se dedique completamente a la nanotecnología, hasta tal punto que no pueda notar la diferencia (a primera vista) de la biología. Maquinaria microscópica autorreplicante que funciona notablemente como células, pero claramente no son células, aunque solo sea debido a sus parámetros operativos.

Luego, puede tener toda la piel y los huesos de grafema, los reflejos de la velocidad de la luz, el poder de procesamiento y el estómago de fusión fría para hacer funcionar cualquier "órgano" que pueda pedir.

Pero en serio, ve a leer "La guerra del viejo". Quiero un Brain Pal.

¿Por qué no estás seguro de lo que quiero? La pregunta pide resistencia física a los golpes. Como en un objeto físico provoca un shock en tu cuerpo. La pregunta en sí contiene referencias a accidentes automovilísticos como ejemplos. El problema con la piel y los huesos de grafeno es que los protege mejor contra la metralla y las cosas que ingresan al cuerpo, pero el impacto físico de un accidente automovilístico aún pulverizaría los órganos que no están hechos de esos materiales (como el hígado, el cerebro, los pulmones, el sistema digestivo, riñones, etc.). Esto es similar a tener un automóvil sin zona de deformación.
Precisamente por eso sugiero que todo sea artificial. El "tejido conectivo" y las "membranas celulares", etc., pueden ser estructuras basadas en carbono de una resistencia, dureza, flexibilidad, lo que sea ridículas, adaptadas a la aplicación en cuestión para esa célula en particular. Si alguna de estas 'células' se rompe, puede ser reemplazada por sus vecinos o por algún sistema central. Estoy proponiendo un androide hasta las células, que en realidad no es tan diferente de la vida modificada genéticamente hasta la última hebra de ADN. De hecho, solo haz eso. Básicamente no hay diferencia en ese punto.
Prefiero que se agregue a la respuesta la forma real en que esto podría lograrse. Quiero decir, si puedes encontrar una forma viable de hacer cadenas de ADN basadas en grafeno, ¡estoy de acuerdo! Estoy de acuerdo con handwavium sobre cómo se puede crear (suponiendo que se pueda), pero su funcionamiento real debe funcionar.
Vas a tener que saludar con la mano en algún momento. Usted está pidiendo que ese punto esté por debajo de lo que soy capaz de proporcionar.

Lo diseñaría como si estuviera hecho de unas pocas docenas de unidades modulares que están diseñadas para romperse en caso de impacto, como una estructura de Lego. El único daño son los sujetadores que lo mantienen unido. El soldado se puede volver a unir sin daños permanentes.

La forma puede ser humanoide o no, como prefieras. De hecho, Lego-man podría ensamblarse en diferentes configuraciones según los requisitos.

Sé que esto tiene casi dos años de retraso, pero ¿ha considerado hacer que el fluido extracelular de este organismo sea un fluido no newtoniano? En circulación normal, se comportaría como un fluido, pero el choque de un impacto haría que el fluido extracelular en la región se endureciera instantáneamente, absorbiendo el impacto. Esto serviría para amortiguar inmediatamente los órganos en el punto de impacto, ya que el líquido extracelular es omnipresente en el cuerpo. El calor producido podría entonces ser disipado por la circulación de la sangre (que es una de las funciones normales de la sangre). Algo así como suspensión de sílice en polietilenglicol. Pero todo esto es especulativo, no sé qué tan bien funcionaría. ¿Quizás alguien mejor informado que yo pueda comentar sobre la viabilidad de esto?

¿No mataría esto al humanoide más rápido? Como analogía: autos (el fluido endurecido) de los viejos tiempos con un humano blando (los órganos) adentro. A la gente no le gustaban los daños, así que hicieron sus autos duros y fuertes. Una colisión hizo poco daño al automóvil, pero el humano a menudo moría. Así que comenzamos a agregar zonas de deformación para absorber energía por deformación y disminuir la fuerza máxima del impacto extendiéndola. Entonces, a menos que el acto de endurecimiento absorba una gran cantidad de energía, ¡acabas de matar a mi pobre humanoide!
Lo siento, pensé que plasma significaba líquido extracelular. Déjame editar mi respuesta.
Entonces, la idea aquí es que el endurecimiento del fluido extracelular no newtoniano en el impacto suspende los órganos en una especie de gelatina temporal. Sin embargo, no puedo decir nada sobre cuánta energía se disipa, por lo que los órganos aún pueden sufrir algún daño. Pero si está dispuesto a hacer todo lo posible, podría hacer que todos los fluidos del cuerpo (tanto intra como extracelulares) no sean newtonianos. De esta manera, el órgano en sí se endurecerá con el impacto, como si el humano blando se volviera tan duro como el automóvil en el accidente.
Esto parece traer algunos problemas con él. Los cerebros, por ejemplo, son difíciles de proteger de esta manera. Una conmoción cerebral es el cerebro golpeando las paredes de su cráneo y magullándose por ese impacto, los tramos más lejanos de su cerebro están amortiguados por el resto de las células cerebrales entre ellos. Si el fluido entre ellos se vuelve duro, cada célula cerebral experimentará los mismos hematomas ya que no tienen ese colchón, pero inmediatamente golpearán algo duro. También existen sólidos no newtonianos, ¿tal vez quiera ver si pueden proporcionar mejores soluciones? ¿Combinado con amortiguadores?