cabello prensil

Así que no creo que esto sea realmente plausible usando la ciencia dura. Sin embargo, etiquetó esto con [basado en la ciencia] en lugar de [ciencia dura], y si la etiqueta [basado en la ciencia] está dispuesta a beber en exceso y mirar hacia otro lado, es posible que podamos lograr algo juntos. eso parece al menos algo basado en la ciencia.

Me gustaría comenzar con un prototipo para el motor: alambre de Nitenol

Nitenol tiene lo que llamamos "memoria de forma". Si se aplica mucho calor al cable, las transiciones de fase que experimenta hacen que "recuerde" esa forma. Más tarde, el alambre se puede doblar en casi cualquier forma y, si se aplica un poco de calor, el alambre recupera su forma. Esto tiene muchos usos en la industria, particularmente en el campo biomédico donde permite a los cirujanos implantar algo delgado y luego dejar que adquiera su forma una vez que está en su lugar. Si nuestro cabello tuviera algunas de estas propiedades de memoria de forma, podría agarrar cosas.

Por supuesto, esto está lejos de ser una historia completa. La memoria de Nitenol es un viaje de ida. En realidad, solo está pasando de una forma "estirada" altamente energética a su forma natural de menor energía dictada por la memoria de cuándo se enfrió por última vez a partir de altas temperaturas. Si usáramos nitenol para nuestro cabello, podría extender la mano y agarrar algo, pero no podría soltarlo. Si tuviera una forma de "soltar", tendría que dejarse llevar a un estado flácido e inútil con incluso menos energía que su forma de memoria. Hacer cualquier otra cosa requeriría que el cabello esté "vivo" y metabolizando, y eso crearía un conjunto completo de requisitos biológicos para los que el cabello simplemente no está preparado (vea las otras respuestas para saber por qué).

Para hacer que esto funcione, vamos a darle [basado en la ciencia] algunos buenos tragos de Absinthe, y mientras balbucea sobre el hada verde, vamos a afirmar que "las proteínas son mágicas". Hacemos algunas cosas bastante espectaculares con proteínas en biología, muchas de las cuales están más allá de mi comprensión. Así que supongamos que podemos hacer algunas estructuras de proteínas bastante estelares con algunas propiedades notables. No pueden romper las leyes de la física. En particular, la conservación de la energía será un gran desafío aquí, pero supondremos que son compuestos bastante ingeniosos.

El primer desafío que tendremos con el vello prensil es la necesidad de control. Si le sugieres una cabeza llena de cables de memoria a cualquier mujer, y ella te hará saber lo mala que es esa idea:

Tendremos que ser muy cuidadosos con nuestras estructuras proteínicas para asegurarnos de no crear simplemente la peor versión de cabeza de cama de esta biosfera . En cambio, vamos a crear lo que parece ser el sueño de toda mujer: cabello que puede pasar de liso a rizado y de liso a rizado. Esto sería muy difícil para una estructura cristalina simple como el nitenol, pero no está tan lejos de ser plausible para las proteínas.

Para comunicarnos con este cabello, vamos a necesitar un sistema nervioso. Sin embargo, no podemos darnos el lujo de tener los nervios de punta, así que vamos a tener que ser un poco más frugales. Dado que [basado en la ciencia] todavía sufre de una resaca bastante mala en este punto, permitamos que el cabello se maneje con un sistema de señalización totalmente digital. Esto evita todo tipo de complejidades que surgen con los sistemas de señalización reales del cuerpo humano. Podemos salirnos con la nuestra porque, a diferencia de un brazo o una pierna, el cabello es reemplazable. Está creciendo constantemente hacia el exterior, por lo que su sistema de señalización no tiene que seguir funcionando durante 70 u 80 años. Dependiendo de qué tan rápido crezca este cabello, es posible que solo tenga que funcionar durante 5.

Vamos a querer más de 2 estados para cada cabello: rizado y no. Realmente lo que vamos a querer para el cabello prensil es tener muchas regiones direccionables de cabello, cada una de las cuales puede hacerse rizada o no. Afortunadamente, al volvernos digitales, podemos usar el estado de la técnica para esto. Existe un protocolo muy conocido conocido como JTAG, que se basa fundamentalmente en la idea de un registro de desplazamiento. Puede conectar un montón de estos dispositivos en una línea y luego comenzar a "cambiar" los bits. Cada vez que empuja un bit hacia el frente, cada dispositivo se desplaza un bit hacia abajo en la cadena para dejar espacio para él, como un balde. brigada. Podemos construir algo como esto con proteínas usando algo como la escalera de Jacob.

Cada vez que desee desplazar los datos hacia abajo, coloque una nueva proteína y gire toda la cadena para mover los datos. Esto requiere energía, pero esa energía se puede suministrar en la raíz, donde se originan los datos. La raíz podría proporcionar toda la energía para esto, porque solo es energía de señalización. No está haciendo ningún trabajo real como sostener una taza de café o columpiarse de una extremidad.

Quizás cada sección de cabello tenga 8 estados (registro de desplazamiento de 3 bits). Corresponden a comandos para lo que quieres que haga el cabello. Ahora podemos cambiar los datos a cada sección de cabello, de forma lenta pero segura. No creo que tengamos cabello prensil golpeando la cabeza contra el metal con este enfoque, ¡pero podríamos agarrar una rama como un perezoso!

Con JTAG, indicamos que estamos listos para la "acción" con una señal adicional, TMS. Esta señal se envía a cada parte de la cadena para anunciar a la cadena "estos bits son su comando real, en lugar de ser solo datos para pasar a la brigada de cubetas. Haga algo con eso". Esto podría ser complicado y muy no orgánico, así que lo voy a condimentar un poco. Si bien no estoy listo para proporcionar neuronas completas en el cabello, creo que podemos hacer un poco de procesamiento usando la energía que podemos transmitir desde los folículos pilosos. Me gustaría darle a cada segmento del cabello un registro de desplazamiento de retroalimentación lineal (LFSR) . Esto es realmente realmentedispositivo digital simple que realmente mezcla los bits un poco. Esto realmente no agrega mucho trabajo adicional a mi solución "basada en la ciencia" extravagante y demasiado complicada, pero lo que sí significa es que cada sección de cabello ve un mensaje que es ligeramente diferente al de la sección anterior. Luego haré que el mensaje "adelante" provenga de las puntas en lugar del folículo. Esto hace algunas cosas que son muy útiles:

• Da una señal para que la hebra de cabello sepa que cada parte de la hebra ha recibido la señal correcta: hemos llenado toda la cadena con las partes correctas.
• Nos da una manera de abordar las partes individuales de la hebra. Técnicamente, podríamos haber creado una identificación única para cada parte, pero eso tiene un desafío biológico asociado. Tenemos que recordar que cualquier cosa como el cabello será atacado a nivel biológico si tiene energía. Es por eso que el cabello y las uñas son tan resistentes: casi nada puede consumir la energía que contienen. Si hiciera fácil que algún parásito se enganchara y capturara la energía mecánica del cabello, entonces algún parásito evolucionaría. La aleatoriedad de usar un LFSR hace que sea mucho más difícil para un parásito extraer cualquier cantidad de energía del sistema mecánico.
• Proporciona retroalimentación, similar a la línea TDO de JTAG. Si el cabello no funciona correctamente, la criatura podría ordenarle a una parte del cabello que haga algo, solo para ver dónde está el daño.
• Predecir el comportamiento de estos LFSR es fácil si tiene el cerebro atado a ellos y tiene literalmente cientos de oportunidades para resolverlos. En el combate de cabello, será difícil para el oponente aprender las estructuras exactas de tus LFSR para manipular tu cabello contra ti.

Acabo de comprobar [basado en la ciencia], y todavía está probando soluciones exóticas para la resaca que le di, como las de esta lista , así que creo que todavía me queda un poco de tiempo. Tenemos que hablar de energía. Nada de lo que he hecho hasta ahora tiene una potencia remotamente lo suficientemente alta, en términos de vatios, para controlar el cabello prensil. He tenido que hacer esto intencionalmente. Si hay una fuente de energía, tengo que protegerla biológicamente de parásitos y demás. Cuanto menos poder universalmente accesible ponga en este sistema, mejor. Sin embargo, en algún momento, necesito suficiente energía acumulada en el sistema para hacer algo útil.

Para esto, presento el "modo de mantenimiento". Uno de los modos seleccionables para cada segmento de cabello es un modo de mantenimiento de baja energía. Lo más probable es que tenga una forma muy rizada. Este es el modo de energía más bajo que puede alcanzar cualquier segmento de cabello, por lo que no importa lo que hagamos con el cabello, eventualmente cada segmento alcanza esta forma rizada. Todo el propósito de esta forma es capturar energía mecánica. El dueño del cabello puede estirar manualmente el cabello, como estirar el alambre de nitenol, agregando energía al sistema. Si lo estiran lo suficiente, eventualmente puede volver al modo "directo" inicial de alta energía que está listo para hacer cualquier cosa. Esto almacena la energía en tensiones mecánicas en lugar de moléculas de alta energía como la glucosa, por lo que debería ser más difícil para los parásitos aprender a aprovechar esa fuente de energía.

También sería interesante que esta técnica de cobro se pudiera aplicar a segmentos individuales. Ni siquiera necesita ser todo el hilo que se carga a la vez. Pude ver que esto se usa de dos maneras. Una es que una persona podría mover su cabello prensil hacia sus brazos, de modo que pueda usar la energía química en los músculos de sus brazos para almacenar energía en su cabello. Esto podría verse como una especie de acción de "acicalamiento", como un pato podándose las plumas.

La otra cosa interesante es que los segmentos de cabello podrían "cargarse" entre sí. Podrías usar un segmento de cabello prensil para tirar de otro segmento para recargarlo. Por supuesto, esto sería un proceso con pérdidas. Gastaría mucha más energía del segmento donante que la que ganaría en el segmento receptor, pero si sucediera que necesita esa sección particular de su cabello con más energía, es posible que lo vea. Un signo de nerviosismo puede ser que el cabello del individuo se retuerza contra sí mismo tratando de encontrar la mejor distribución de energía.

Creo que [basado en la ciencia] puede estar buscando mi camino, así que es hora de hacer mi salida. ¡Ojalá eso haya ayudado!

El cabello a base de hierro podría manipularse con campos magnéticos internos (digamos, solo un poco de hierro en la punta de cada cabello para que pueda ser atraído/repelido según sea necesario). No tendría un agarre fuerte de un cabello a la vez, pero el velcro se agarra mucho al agarrarlo colectivamente.

Respuesta corta: no es posible.

Cualquier cosa que sea lo suficientemente fina como para parecerse a un cabello no será lo suficientemente fuerte para agarrar objetos con firmeza. Las colas prensiles requieren tanto músculos lo suficientemente fuertes como para agarrar, así como la estructura esquelética para sostenerlos.

Algo como el brazo de un cefalópodo no funcionaría porque dependen de estar sumergidos para tener un rango completo de movimiento.

Podrías manipular los problemas estructurales e inventar algunas tonterías sobre brazos microrobóticos supermateriales, pero eso no tiene una base científica.

Puede configurar un sistema para proporcionar un control hiperpreciso de 100 000 cabellos en tiempo real. Pero necesitaría tener muchos (al menos 1/cm) puntos de control para cada mechón de cabello para poder envolverlo alrededor de algo. Sin mencionar los desafíos computacionales de rastrear la posición de cada punto de control y la simulación cinemática inversa de cuerpo blando necesaria para controlar su movimiento. Luego, necesitaría un mapa preciso del entorno para que el cabello interactúe con él, ya que carecería de cualquier forma de retroalimentación sensorial. Todo esto por lo que funcionalmente es un brazo adicional unido a una ubicación estructuralmente menos sólida.

Sí, es posible.

Ver cilios y flagelos .

Puede que no sea probable en la escala macro, pero es posible. Puede terminar con un "cabello" que es del grosor de una serpiente de cinta, si desea que tenga algo de fuerza y, por supuesto, el daño a los miembros probablemente se sienta bastante intenso.

Es posible que tampoco obtenga mucha densidad en el cabello por pulgada cuadrada de superficie de la piel, más un efecto de medusa que un cabello adecuado. Pero en el lado positivo, podría ser mucho más colorido que el cabello real, ¡incluso cromomorfo!

No, no es posible.

¿Sabías que cualquier vello visible que veas ya está "muerto"? Ninguna de las células de allí está viva.

Sin embargo, si estás de acuerdo con un montón de mini colas de mono que crecen en tu cabeza, podrías tener un "pelo" que pueda agarrar cosas.