Funktionsweise der Bewegungssteuerung

Es ist einer der verrücktesten alttestamentlichen Momente aller Zeiten: Moses – ein echter Prophet in drei (ja, drei!) großen Weltreligionen – hebt seinen Stab hoch in die Luft und befiehlt den Winden, das Rote Meer zu teilen.

Hier wird es großartig, denn die Winde machen genau das; ansonsten ist es nur eine Geschichte über einen alten Mann, der etwas Wasser anschreit.

Jetzt mit einem Fluchtweg konfrontiert, führt Moses die Kinder Israels über den Meeresboden, flankiert auf beiden Seiten von unmöglichen Mauern aus sturmgepeitschtem Wasser. Als sie am anderen Ufer auftauchen, hebt der Bärtige noch einmal seine Rute und befiehlt den Wassern, wieder auf die verfolgende Armee des Pharaos einzustürzen.

Die Erklärungen für diese großartige Leistung variieren natürlich. Treue Literalisten schreiben das Ganze einem göttlichen Eingreifen zu, während andere auf atmosphärische Anomalien oder die Macht des Mythos blicken.

Aber betrachten wir eine andere Option: Motion-Control-Technologie.

Oh sicher, diese Erklärung erfordert auch die Existenz uralter Technologie – Maschinen, die in der Lage sind, den Wind zu beherrschen und große Wassermassen umzuleiten. Aber Moses treuer Stab erweckt alles zum Leben, also lasst uns diesen schicken Spazierstock aufschlagen und sehen, welche Art von Technologie darin enthalten sein könnte, sollen wir?

1. Wie sich die Gyroskope drehen
2. Beschleunigungsmesser? Ich kannte sie kaum!
3. Lichter, Kameras, Action
4. Anmerkung des Verfassers

Ja, Gyroskope .

Sie erinnern sich vielleicht an dieses Gerät aus Ihrer Spielzeugkiste aus Ihrer Kindheit, wo es im Bodensatz neben einem Bündel geknoteter Schnüre lebte. Die Fleißigeren unter Ihnen haben es vielleicht wie einen Kreisel auf dem Boden gedreht oder über eine Schnur getanzt, bevor sie es in den Schatten verbannten.

Doch Kreisel – kurz Gyros – sind mehr als nur vergessenes Spielzeug. Anders als der gesichtslose Mr. Potato Head Ihrer Kindheit spielt dieses kleine Gerät eine wichtige Rolle in einigen der komplexesten Maschinen auf der Erde – oder in der Umlaufbahn um sie herum. Das Autopilotsystem eines Flugzeugs hängt von Gyroskopen ab, um das Fluggerät waagerecht zu halten, und Steuermomentgyroskope ( CMGs ) helfen sicherzustellen, dass die Internationale Raumstation und das Hubble-Weltraumteleskop in die richtige Richtung zeigen, wenn sie sich um den Planeten drehen.

Es läuft alles auf eine physikalische Eigenschaft hinaus, die als Präzision bekannt ist, die kegelförmige Bewegung der Achse eines sich drehenden Körpers. Sobald Sie ein Gyroskop zum Drehen bringen, zeigt seine Achse weiterhin in die gleiche Richtung.

Der Artikel „ Wie Gyroskope funktionieren “ geht ausführlicher auf Präzision ein – und enthält einige hilfreiche Illustrationen –, aber Sie können es sich in Bezug auf einfache Richtungswahrnehmung vorstellen. Wir wissen, dass die Sonne im Westen aufgeht, also egal, wie sehr Sie sich in der Nacht verirren, Sie werden zumindest wissen, in welche Richtung die Morgendämmerung kommt. Gyros ermöglichen es uns, Maschinen zu entwickeln, die in der Lage sind, die Orientierung in einem physischen Raum zu messen oder aufrechtzuerhalten, eine praktische Fähigkeit, wenn Ihr Flugzeug beispielsweise von Wolken verschlungen wird.

Wie wirkt sich das auf die Bewegungssteuerung und die fabelhafte Rute von Moses aus? Schauen Sie sich nur das iPhone 4, Wii Motion Plus und die PlayStation Move an. Diese Smartphones und Gamecontroller sind zum Teil von winzigen Kreiseln abhängig, die es einem Gerät ermöglichen, Bewegungen relativ zu einem festen Punkt zu erkennen – wie z. B. Ihrer Spielkonsole oder dem Smartphone in Ihrer Hand.

Stellen Sie sich also einfach vor, der bärtige hebräische Prophet würde einen Wii-Controller anstelle eines Stocks hochheben, und Sie bekommen die allgemeine Idee.

Moses richtet seinen Stab gen Himmel und erweckt die Maschinen Jahwes zum Leben. Teil Wasser. Ehemalige Sklaven setzen ihren Exodus fort. Kreisel mögen beim Design von Moses' fabelhaftem Stab eine Rolle spielen, aber ähnlich wie Ihr Smartphone kann es auch einen Beschleunigungsmesser haben .

Ein Beschleunigungsmesser ist ein Gerät, das die Beschleunigungsrate messen kann , die durch die Schwerkraft oder durch Bewegung verursacht wird. Moses wedelt mit seinem Stab in der Luft herum; Moses wirft es wie einen Schlagstock und fängt es auf der anderen Seite. Wenn da ein Beschleunigungsmesser drin wäre, könnte er die Bewegung und Geschwindigkeit der Stange messen.

In unseren Gadgets leben verschiedene Arten von Beschleunigungsmessern. Beispielsweise hängen piezoelektrische Beschleunigungsmesser (wie der in einem iPhone) von Materialien wie Kristallen ab, die bei Belastung elektrische Ladungen erzeugen – ein messbarer Vorgang, der als piezoelektrischer Effekt bekannt ist .

Andere Beschleunigungsmesser berechnen den elektrischen Widerstand von Materialien unter mechanischer Belastung oder Widerstandsänderungen aufgrund eines Magnetfelds. Fortgeschrittenere Beschleunigungsmesser basieren auf der Technologie mikroelektromechanischer Systeme ( MEMS ) im Nanomaßstab .

Beschleunigungsmesser in Ihrem Smartphone oder an Ihrer Turnhose verraten Ihnen, wie weit Sie auf dem Laufband gelaufen sind . Beschleunigungssensoren in Ihrer Wii-Fernbedienung erfassen die Neigung, Bewegung und Geschwindigkeit Ihrer hektischen Armbewegungen – und wenn diese Eingaben an die Spielkonsole selbst weitergeleitet werden, beeinflussen Ihre Bewegungen die Action im Spiel.

War Moses Stab also mit Beschleunigungsmesser-Nanotechnologie ausgestattet? Eine Bewegung könnte dazu führen, dass sich die Wasser teilen, während eine andere sie in einem Strom biblischer Rache zusammenbrechen lässt.

Hier ist eine andere Möglichkeit: Was wäre, wenn Moses prächtiger Stab wirklich nichts anderes als ein Spazierstock wäre? Vielleicht wurde all diese verborgene, das Meer teilende Maschinerie nur aktiviert, als der bärtige Prophet die entsprechenden Bewegungen machte.

Auch hier ist die Art von Technologie, die in der Lage ist, das Meer zu teilen, sogar ein bisschen jenseits unserer modernen Zeit – aber Maschinen, die auf unsere Bewegungen reagieren? Warum die überall um uns herum sind.

Besuchen Sie das örtliche Lebensmittelgeschäft, wo Sie einen kleinen Bewegungsmelder bemerken werden, der eine einfache Art von Radar verwendet, um zu wissen, wann die Tür aktiviert werden muss. Dieser Bewegungsmelder sendet Mikrowellen-Funkenergie (oder Ultraschallwellen) aus, die vom Boden zurückprallt und zum Sensor zurückkehrt. Gehen Sie vor den Bewegungsmelder und diese Energiewellen prallen etwas früher ab – direkt von Ihrem Körper. Der Detektor registriert eine Änderung in der Zeit, die es dauert, bis die Wellen zurückkehren, also öffnet er die Türen, um diesen Wechsler durchzulassen.

Ihre Bewegung steuert eine automatische Tür. Dieselbe Radartechnologie schaltet Sicherheitsscheinwerfer ein, wenn jemand vorbeigeht, oder löst einen Haussicherheitsalarm aus, wenn sich ein ausreichend großes Objekt durch einen Raum bewegt. Lichtbasierte Systeme haben einen Lichtstrahl oder einen Laserstrahl, der den Raum zwischen einer Lichtquelle und einem Sensor überspannt. Brechen Sie diesen Strahl mit Ihren Bewegungen und der Alarm ertönt.

Der Kinect-Sensor der Xbox 360 ist ein noch bemerkenswerteres Bewegungserkennungssystem. Das Gadget basiert auf einem Infrarotprojektor und einem Sensor, um sogar eine schwach beleuchtete Männerhöhle eines Spielzimmers in 3-D zu visualisieren. Sobald das Kinect-System den Raum kartiert hat, geht es weiter zu den Menschen.

Kinect erkennt und verfolgt 48 Punkte am Körper jedes Spielers und ordnet sie einer digitalen Reproduktion des Körpers dieses Spielers zu. Sogar ein beiläufiges Achselzucken – oder das dramatische Heben eines mystischen Stabes aus dem Alten Testament – ​​wird zu einem Kontrollinput.

Da haben Sie es also: Drei wichtige Möglichkeiten, wie Bewegungssteuerungssysteme es uns ermöglichen, Geräte und Programme mit unseren Körperbewegungen zu steuern. Einige oder alle von ihnen könnten dem Stab von Moses möglicherweise die Kraft verleihen, eine Meer teilende Supermaschine zu aktivieren.

Natürlich verwandelt Moses den Stab auch an einer Stelle in eine Schlange. Sie müssen diesen Trick selbst herausfinden.

Ich habe Mose so entworfen, dass er schon früh im Forschungsprozess in diesem Artikel erscheint. Sehen Sie, die Wissenschaft ist faszinierend, aber die Technologie ist auch allgegenwärtig. Wir bewegen unsere Körper und sehen zu, wie Maschinen uns jeden Tag gehorchen. Große Sache, oder?

Also wandte ich mich an Moses, diese berühmte Figur der hebräischen, christlichen und islamischen Tradition. Sie erinnern sich vielleicht auch an ihn als den zauberhaft aussehenden Kerl, gespielt von Charlton Heston in „Die zehn Gebote“ oder als Stimme von Val Kilmer im Animationsfilm „Der Prinz von Ägypten“. Als ich ihn in den Artikel einarbeitete, fand ich es ziemlich geschickt zu glauben, dass moderne Technologie zwar ein stabbasiertes Steuerungssystem ermöglichen könnte, ein Kinect-ähnliches System jedoch genauso gut von nichts anderem als einem Holzstab abhängen könnte.

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Quellen