1   材料：金属玻璃（Metallic glass）

金属玻璃，注意尺寸在厘米级

根据美版动画的设定，一些最耐打的变形金刚（比如铁皮 Iron Hide）使用一种名为Trithyllium的合金钢作为材料。在人类科技中，最接近的也许就是金属玻璃了。

金属玻璃又称非晶态金属（Amorphous metal）。绝大多数金属在从液态冷却为固态的过程中会结晶，生成形态各异的金属颗粒，也就是晶体。在晶体内部，金属原子是有序排列的。而玻璃则完全不同，从熔融态冷凝呈固态的过程中，结构几乎没有变化；固态的玻璃其内部结构还是和液态时一样，是杂乱无章的。这两个不同的状态各自决定了金属和玻璃的特性：金属的延展性更强、玻璃的硬度更高但更脆弱。金属玻璃则是在极短的时间内将液态金属降温凝固，让金属原子来不及形成结晶就固定下来，成为微观结构类似玻璃的材料。

注意到了吧，虽然“金属玻璃”的中心词貌似是“玻璃”，但它却是货真价实童叟无欺如假包换的金属啊！中国科学院金属研究所研发的镁基金属玻璃或许是世界上强度最高的金属。

金属玻璃的强度高，密度小，钛基金属玻璃已经在航空航天领域实际应用很久了。不过，金属玻璃有个最大的缺点，就是无法做的很厚，能做到十几毫米的已经算是很厉害了。想用金属玻璃作为擎天柱的主要结构材料，可能还有一段很长的路要走。

2   传动：液压传动+机械传动

齿轮泵爆炸图

采用液压传动的优势在于：同等体积、同等重量下，液压传动系统拥有更大的输出功率，也就是说能够支撑起更重的机体、使用更重型的武器。而在需要减震的场合，比如从一百米高的大厦顶部直接跳到地面上，液压元件辅以弹簧无疑是最好的选择。此外，液压系统能够实现大范围的无级调速，这一点比机械传动实现的体积更小也更方便。 液压传动的缺点是，由于液体介质的可压缩性，无法得到严格的传动比，所以在需要精确控制传动比的场合，比如调整手部的细微动作以将枪口对准一公里外的霸天虎什么的，还是需要电机+齿轮这样的机械传动方法来进行补充。

3   智能：基于硬件的遗传算法+量子计算机

Hod Lipson的自主学习机器人视频

不得不承认，创造变形金刚的大脑将是对当前人类科技的最大挑战。目前在人类世界中还没有哪位科学家宣布自己得到了高水平的人工智能，所以果壳DIY只能介绍一个从理论上说更有希望的方向：遗传算法。 看到这个名字，各位果壳er们想必多少也能猜到一点：这个方法之所以被认为是更有希望的，只是因为从理论上来说，经过足够长的“进化”时间之后，这个算法将一定会收敛到最优解。在实际操作中，由于不可能有无限长的进化时间，通常认为由遗传算法得到的解是一个近优解。目前对遗传算法进行改进的主要方向就是缩短进化时间，从而在最短的时间内得到符合要求的近优解。

用硬件电路比如FPGA（现场可编程门阵列，是一种可以通过软件编程来改变硬件连接的集成电路）来运行遗传算法的程序，也就是让FPGA自己对自己进行编程，程序直接用硬件电路来表示，能够大大提高进化的速度。

D-Wave System公司推出的，具有128位量子比特的超导隔热量子优化处理器。尚未得到学界广泛承认

既然提到了进化时间是遗传算法最大的瓶颈，有没有比在FPGA上进化速度更快的解决方案呢？目前看来，希望最大的就是目前尚在研究中的量子计算机了（最近有个加拿大公司号称自己发布了全球第一款商用量子计算机，不过没有得到学界的广泛承认）。量子计算机和电子计算机最大的区别就是：量子计算机能同时处理很多不同的输入情况来进行计算的，而电子计算机则只能按顺序依次计算每一种输入。打个不太恰当的比方，如果擎天柱大哥正在1V.S.5，那么如果使用电子计算机作为处理器，他就必须依次分析每个霸天虎的动作，5个分析周期之后再决定先砍谁后砍谁；而如果使用量子计算机作为处理器，5个霸天虎的动作和位置将叠加在一起输入量子计算机，1个分析周期之后就能得到反击的顺序。所以，如果使用量子计算机，将会大大提高运算速度，也就能够支持擎天柱使用遗传算法来解决问题。

4   能源：小型核反应堆

洛桑联邦理工学院核反应堆图片

由于变形金刚们经常需要长期在外执勤，他们对于能源的第一要求就是：能量密度一定要高。目前人类能够控制的、能量密度最高的能源，就是浓缩铀核裂变反应，也就是目前核电站普遍使用的技术。其原理是用核裂变反应产生的热能来产生水蒸气，推动发动机做功。也就是说，核裂变反应动力和几百年前蒸汽机动力的本质区别，仅仅是产生热能的方式不同。

不过，由于变形金刚经常做一些高难度动作，各种翻跟头各种障碍跑，如何在这种情况下维持这个核反应堆正常运转就是个仍待研究的问题了。

5   武器：导弹、激光炮、巨型冷兵器

激光炮

电影中，擎天柱左手斧右手剑，活脱脱一个冷兵器时代的猛将军。如果是这样也还好办了，打造一把特别大的冷兵器，上面再涂一层橙色荧光涂料就差不多了。可他偶尔也发发导弹，射射激光束什么的……还有一些变形金刚就直接用机枪了，难道是因地制宜本土化了么？总之，除了巨型冷兵器之外，其他武器基本都能在人类世界找到对应的版本，无非就是威力的差别而已。什么？你说那种能打出一个大光球的大炮？三步就能搞定：1 拆个LED手电，得到高亮LED灯；2给LED灯加上电池；3丢出去……

6   飞行：矢量喷嘴（Vectoring Nozzle）

矢量喷嘴

从《变3》中大黄蜂需要开一架外星飞船看来，并不是所有的变形金刚都会飞的。擎天柱貌似也需要背上一个喷射式飞行器才具备飞行能力。而无论是擎天柱的喷射飞行器还是能变成战斗机的威震天，为了能够做出高难度飞行动作，配备矢量喷嘴的发动机都是必不可少的关键一环。

眼镜蛇动作，用矢量喷嘴才容易做出

传统的推进器喷嘴是不能活动的，燃料产生的气体只能朝着一个方向喷射，推力的方向不变，调整运动方向全靠翼面的转动，所以能做的动作非常有限。而装上了三维矢量喷嘴之后，推力方向可以随意变化，自然就能做出高难度的闪避动作。

矢量喷嘴火箭动画

7   制造变形金刚，至少需要以下几种类型的人员

设计算法、编写程序的软件工程师； 设计硬件电路，编写底层驱动，应用各种传感器的硬件工程师； 设计机械结构、液压系统、齿轮传动等等的机械工程师； 从抽象的理论层面来设计系统的控制工程师（可能会硬件或者机械工程师兼任）； 专门用各种崎岖的边界条件来考验系统稳定性的测试工程师（可能会由各个专业的工程师兼任）； 外形设计师，想要变形金刚长得帅，就全得靠TA； 以及统筹所有事物、打通不同专业间工程师的交流障碍、领导项目前进的总设计师。

8   制造变形金刚的一般步骤

国内有艺术家拆了一辆雪佛兰改装成了一个真实比例的大黄蜂...虽然不能动。不过也算是一个良好的开始，不是吗？

阅读更多变形金刚相关文章，请猛击 果壳网专题:变形金刚传奇