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バトルボッツを好きにならないのは難しい。基本的には、現代技術をベースにしたスポーツイベントで、各チームが遠隔操作可能なロボットのようなものを作り、アリーナで戦う。2体のロボットが入場し、1体のロボットが退場する。そして5月11日、決戦シーズン8が始まる。
もちろん、これらのボットには多くの工学的側面がありますが、あらゆる技術的恐怖の根底には、非常に基本的な物理学が存在します。それでは、ゲームで使用されている物理法則に基づいた戦術をいくつか見ていきましょう。
水平回転ボット
回転式の武器を持つロボットはどれくらいあるでしょうか? 人気のようですね。でも、なぜ? そもそもなぜ回転するのでしょうか? 上部に水平に回転するディスク(他のロボットを攻撃するための小さな突起付き)を備えたロボットがいるとしましょう。例えば、『キャプテン・シュレデレーター2』をご覧ください。

なぜロボットに回転ディスクを取り付けるのでしょうか?答えは簡単です。エネルギーです。例えば、他のロボットを攻撃するために振り回せる大きなロボットアームのようなものがあるとします。それ自体はクールかもしれませんが、回転ディスクの方がダメージを大きくすることができます。ここで鍵となるのは時間とエネルギーです。回転ディスクに蓄えられるエネルギーは、その質量、サイズ、回転速度によって異なります。つまり、ディスクを速く回転させれば回転ディスクに蓄えられるエネルギーも大きくなります。そのため、回転ディスクはアームに比べて戦術的に有利です。回転速度を上げ続けることで、回転する武器により多くのエネルギーを蓄えることができます。一方、スイングアームは、腕を伸ばしてパンチを繰り出すためのエネルギーが限られています。
でもちょっと待ってください!回転ディスクにも欠点はあります。まず、最大のエネルギーで最高速度に達するまでには時間がかかります。他のロボットに強烈な一撃を与えた場合、速度が低下し、再び速度を上げるために「充電」時間が必要になることがあります。さらに別の問題もあります。強い力でロボットに当たると、同じ力がロボットを押し返します。つまり、回転ディスクは正確に当たれば他のロボットにダメージを与えることはできますが、その力は両方のロボットを吹き飛ばしてしまうため、アリーナの向こう側に投げ飛ばすのは難しいのです。
垂直回転ボット
垂直に回転するディスクを使った戦闘ロボットを作りたいとお考えですか?いいアイデアかもしれませんね。垂直に回転するロボットには2つの種類があります。ダウンスピンとアップスピンと呼ぶことにします。この図を見れば違いがわかるかもしれません。

アップスピン バトルボットの例が必要な場合は、Minotaur vs. Blacksmith をご覧ください (実際には、Blacksmith にも注目してください。これは別の武器の良い例です)。
これらの垂直アップスピナーには、水平スピナーと同じ利点があります。つまり、ディスクの速度を上げてエネルギーを増大させるまでにある程度の時間がかかるということです。しかし、アップスピンの真価は、攻撃対象ロボットとディスク自身の両方に及ぼす力にあります。ディスクはターゲットに当たる側が上向きに回転するため、ロボットを空中に投げ上げる能力があります。もちろん、力は対で作用するため、アップスピンするロボットにも力が加わります。しかし、回転するロボットにかかるこの等しい力は、反対方向、つまり下向きです。この衝突により、攻撃対象ロボットは投げ出され、攻撃側は地面に押し付けられます(これにより、飛び去るのを阻止されます)。
ダウンスピンロボットはどうでしょうか?この場合、回転するディスクは攻撃対象を押し下げ、攻撃側を押し上げます。攻撃ロボットを正しく設計すれば、この押し上げる力を考慮することができます。しかし、押し下げる力に一体何の効果があるのでしょうか?相手ロボットを投げ飛ばすことはできませんが、回転する死の刃で切り裂くことはできます。そもそもロボットは死ぬのでしょうか?よく分かりません。ダウンスピンロボットはすべて、ディスクをひっくり返すためではなく、ある種のノコギリのように使っていることがわかります。
ああ、ダウンスピンボットの例が必要ですか? SkorpiosとRed Devilがあります。どちらもダウンスピンです。
角運動量
角運動量とは何でしょうか?もっと詳しく説明したいのですが、今はただ、角運動量とは回転する物体に関連する性質だとだけ述べておきます。物体の回転軸を変えたい場合は、トルク(ねじり力)を加える必要があります。
はい、確かにその通りです。ほとんどの人は日常的に角運動量をあまり経験していません。その効果を目にしたことがあるかもしれないのは、ハンドスピナー(指で回すおもちゃ)でしょう。おそらく、これがハンドスピナーが楽しい理由の一つでしょう。回転するハンドスピナーは、回転しないハンドスピナーよりも角運動量が大きいです。つまり、ひっくり返すのにより大きなトルクが必要なのです。私たちは角運動量に慣れているので、違和感を覚えるだけかもしれません。
回転するディスクを持つロボットにも角運動量があります。これは垂直方向に回転するロボットでよく見られます。ロボットを方向転換させるには、回転ディスクの回転軸を変えるための追加のトルクが必要です。そのため、ロボットが旋回する際に実際に横に傾くという奇妙なケースが発生することがあります。正直なところ、このような傾きの物理法則は少し複雑です。この点については、別の投稿で改めて触れるかもしれません。
ハンマーボット
ミノタウロスとブラックスミスの戦いをもう一度見てみましょう。そう、ブラックスミスはハンマーを持ったロボットです。ハンマーは人気があるようですね。ハンマーは見た目がかっこいいからでしょう。そう、ハンマーは物を叩き壊すこともできます。しかし、ハンマーは垂直スピナーと比べてどうなのでしょうか? 明らかな欠点はエネルギーです。スイングハンマーは、スイング中(通常は短時間)しかエネルギーを得られません。衝撃のエネルギーを高めるために、ロボットはハンマーの質量を増やすことで、スイング中の速度(スピナーに比べて遅い)を補うことができます。
しかし、質量の大きいハンマーは新たな問題、つまり運動量をもたらします。運動量は物体の質量と速度の積であり、物体に外力が作用しない限り変化しません。つまり、ロボットが胴体とハンマーを持っていると仮定すると、床に着地している間は合計運動量はゼロのままです。ハンマーが落ちると、ハンマーヘッドの質量は下向きの運動量を持ちます。ロボットの合計運動量をゼロにするには、ロボットの残りの部分(胴体)が上向きの運動量を持つ必要があります。これはBlacksmith(および他のハンマーボット)で確認できます。強く振り下ろすと、ロボットは上に上がってしまいます。これは重いハンマーの代償です。
ウェッジボット
ウェッジについて少し触れておこうかな。斜めのロボットで、他のロボットの下をすくい上げてひっくり返せるようにする、というアイデアだ。でも、本当に何を言うべきだろうか? かなり単純そうに見える。ウェッジロボットの大きな利点は、かなりシンプル(振り回すハンマーや回転するディスクがない)なことだと思う。
もちろん、これらのバトルボットの背後にはさらに多くの物理学が隠されていますが、これはほんの序章に過ぎません。正直に言うと、バトルボットだけに焦点を当てた物理学講座を一つ作れるかもしれません。もしかしたら、将来そうすることになるかもしれません。