變形金剛是來自塞伯坦星球的機器生命，他們的科技樹與人類自然是大不相同。而在《變形金剛1》中，第七區（Sector 7, 電影中美國政府直屬的一個崎嶇部門，職責是保衞世界免遭具有危害性的陌生外來威脅）的探員西蒙斯（Simmons）甚至告訴大家，被冰封的威震天是數十年來人類科技的源泉，包括集成電路、激光、宇宙飛船等等先進科技都是通過對威震天進行反向工程研究而得到的。
現代人類科技的源泉……
在那些看《變形金剛》動畫片、玩變形金剛玩具、拍變形金剛洋畫兒長大的80後之中，有很多人現在已經成為電子、機械、自動控制等等各個領域的工程師了。如果能夠親手製造變形金剛，對於其中的任何人來説，都具有不可抗拒的吸引力。果殼DIY在此拋一小磚，以汽車人首領擎天柱為例，猜想一下用地球科技製造擎天柱的可能途徑。
擎天柱分解説明圖
1 材料：金屬玻璃（Metallic glass）
金屬玻璃，注意尺寸在釐米級
根據美版動畫的設定，一些最耐打的變形金剛（比如鐵皮 Iron Hide）使用一種名為Trithyllium的合金鋼作為材料。在人類科技中，最接近的也許就是金屬玻璃了。
金屬玻璃又稱非晶態金屬（Amorphous metal）。絕大多數金屬在從液態冷卻為固態的過程中會結晶，生成形態各異的金屬顆粒，也就是晶體。在晶體內部，金屬原子是有序排列的。而玻璃則完全不同，從熔融態冷凝呈固態的過程中，結構幾乎沒有變化；固態的玻璃其內部結構還是和液態時一樣，是雜亂無章的。這兩個不同的狀態各自決定了金屬和玻璃的特性：金屬的延展性更強、玻璃的硬度更高但更脆弱。金屬玻璃則是在極短的時間內將液態金屬降温凝固，讓金屬原子來不及形成結晶就固定下來，成為微觀結構類似玻璃的材料。
注意到了吧，雖然“金屬玻璃”的中心詞貌似是“玻璃”，但它卻是貨真價實童叟無欺如假包換的金屬啊！中國科學院金屬研究所研發的鎂基金屬玻璃或許是世界上強度最高的金屬。
金屬玻璃的強度高，密度小，鈦基金屬玻璃已經在航空航天領域實際應用很久了。不過，金屬玻璃有個最大的缺點，就是無法做的很厚，能做到十幾毫米的已經算是很厲害了。想用金屬玻璃作為擎天柱的主要結構材料，可能還有一段很長的路要走。
2 傳動：液壓傳動+機械傳動齒輪泵爆炸圖
採用液壓傳動的優勢在於：同等體積、同等重量下，液壓傳動系統擁有更大的輸出功率，也就是説能夠支撐起更重的機體、使用更重型的武器。而在需要減震的場合，比如從一百米高的大廈頂部直接跳到地面上，液壓元件輔以彈簧無疑是最好的選擇。此外，液壓系統能夠實現大範圍的無級調速，這一點比機械傳動實現的體積更小也更方便。 液壓傳動的缺點是，由於液體介質的可壓縮性，無法得到嚴格的傳動比，所以在需要精確控制傳動比的場合，比如調整手部的細微動作以將槍口對準一公里外的霸天虎什麼的，還是需要電機+齒輪這樣的機械傳動方法來進行補充。
3 智能：基於硬件的遺傳算法+量子計算機Hod Lipson的自主學習機器人視頻
不得不承認，創造變形金剛的大腦將是對當前人類科技的最大挑戰。目前在人類世界中還沒有哪位科學家宣佈自己得到了高水平的人工智能，所以果殼DIY只能介紹一個從理論上説更有希望的方向：遺傳算法。 看到這個名字，各位果殼er們想必多少也能猜到一點：這個方法之所以被認為是更有希望的，只是因為從理論上來説，經過足夠長的“進化”時間之後，這個算法將一定會收斂到最優解。在實際操作中，由於不可能有無限長的進化時間，通常認為由遺傳算法得到的解是一個近優解。目前對遺傳算法進行改進的主要方向就是縮短進化時間，從而在最短的時間內得到符合要求的近優解。
用硬件電路比如FPGA（現場可編程門陣列，是一種可以通過軟件編程來改變硬件連接的集成電路）來運行遺傳算法的程序，也就是讓FPGA自己對自己進行編程，程序直接用硬件電路來表示，能夠大大提高進化的速度。
D-Wave System公司推出的，具有128位量子比特的超導隔熱量子優化處理器。尚未得到學界廣泛承認
既然提到了進化時間是遺傳算法最大的瓶頸，有沒有比在FPGA上進化速度更快的解決方案呢？目前看來，希望最大的就是目前尚在研究中的量子計算機了（最近有個加拿大公司號稱自己發佈了全球第一款商用量子計算機，不過沒有得到學界的廣泛承認）。量子計算機和電子計算機最大的區別就是：量子計算機能同時處理很多不同的輸入情況來進行計算的，而電子計算機則只能按順序依次計算每一種輸入。打個不太恰當的比方，如果擎天柱大哥正在1V.S.5，那麼如果使用電子計算機作為處理器，他就必須依次分析每個霸天虎的動作，5個分析週期之後再決定先砍誰後砍誰；而如果使用量子計算機作為處理器，5個霸天虎的動作和位置將疊加在一起輸入量子計算機，1個分析週期之後就能得到反擊的順序。所以，如果使用量子計算機，將會大大提高運算速度，也就能夠支持擎天柱使用遺傳算法來解決問題。
4 能源：小型核反應堆洛桑聯邦理工學院核反應堆圖片
由於變形金剛們經常需要長期在外執勤，他們對於能源的第一要求就是：能量密度一定要高。目前人類能夠控制的、能量密度最高的能源，就是濃縮鈾核裂變反應，也就是目前核電站普遍使用的技術。其原理是用核裂變反應產生的熱能來產生水蒸氣，推動發動機做功。也就是説，核裂變反應動力和幾百年前蒸汽機動力的本質區別，僅僅是產生熱能的方式不同。
不過，由於變形金剛經常做一些高難度動作，各種翻跟頭各種障礙跑，如何在這種情況下維持這個核反應堆正常運轉就是個仍待研究的問題了。
5 武器：導彈、激光炮、巨型冷兵器激光炮
電影中，擎天柱左手斧右手劍，活脱脱一個冷兵器時代的猛將軍。如果是這樣也還好辦了，打造一把特別大的冷兵器，上面再塗一層橙色熒光塗料就差不多了。可他偶爾也發發導彈，射射激光束什麼的……還有一些變形金剛就直接用機槍了，難道是因地制宜本土化了麼？總之，除了巨型冷兵器之外，其他武器基本都能在人類世界找到對應的版本，無非就是威力的差別而已。什麼？你説那種能打出一個大光球的大炮？三步就能搞定：1 拆個LED手電，得到高亮LED燈；2給LED燈加上電池；3丟出去……
6 飛行：矢量噴嘴（Vectoring Nozzle）矢量噴嘴
從《變3》中大黃蜂需要開一架外星飛船看來，並不是所有的變形金剛都會飛的。擎天柱貌似也需要背上一個噴射式飛行器才具備飛行能力。而無論是擎天柱的噴射飛行器還是能變成戰鬥機的威震天，為了能夠做出高難度飛行動作，配備矢量噴嘴的發動機都是必不可少的關鍵一環。
眼鏡蛇動作，用矢量噴嘴才容易做出
傳統的推進器噴嘴是不能活動的，燃料產生的氣體只能朝着一個方向噴射，推力的方向不變，調整運動方向全靠翼面的轉動，所以能做的動作非常有限。而裝上了三維矢量噴嘴之後，推力方向可以隨意變化，自然就能做出高難度的閃避動作。
矢量噴嘴火箭動畫
7 製造變形金剛，至少需要以下幾種類型的人員設計算法、編寫程序的軟件工程師； 設計硬件電路，編寫底層驅動，應用各種傳感器的硬件工程師； 設計機械結構、液壓系統、齒輪傳動等等的機械工程師； 從抽象的理論層面來設計系統的控制工程師（可能會硬件或者機械工程師兼任）； 專門用各種崎嶇的邊界條件來考驗系統穩定性的測試工程師（可能會由各個專業的工程師兼任）； 外形設計師，想要變形金剛長得帥，就全得靠TA； 以及統籌所有事物、打通不同專業間工程師的交流障礙、領導項目前進的總設計師。
8 製造變形金剛的一般步驟1 由總設計師給出初始設計需求，包括需要實現什麼功能，總的身高體長，整體預算估計等等。2 各個專業的設計師分別回去分工，討論並給出各個模塊設計細節。包括基本的傳動結構，基本的控制算法，用哪些傳感器，需要運行在什麼硬件平台上等等。3 外形設計師根據功能需求（主要是機械上的）給出的基本框架來設計變形金剛的外形。機械工程師需要給出變形前後的結構轉換過程。也許需要請一位變形金剛玩具的設計師來當顧問會比較容易……4 各專業人員各司其職，該畫畫的畫畫，該買元件的買元件，該做零件的做零件，該寫程序的寫程序，該畫電路板的畫電路板，該拉贊助的拉贊助……嗯。5 每個模塊完成以後，都需要進行模塊調試，確認模塊功能完成，運行良好。比如做了一隻擎天柱的手，就需要確定這隻手可以握拳可以拿劍可以開槍……6 將不同的模塊組合成更大的模塊，進行聯合調試。比如兩臂和上半身可以進行聯合調試，看看雙臂是否在接上軀體後仍然能輕鬆隨意旋轉。然後組合成整體，進行整機調試，確保擎天柱能跑能跳能説話……之類之類的。7 穩定性測試，這一步是耗時很長，可以考驗結構、電路以及程序設計的穩定性，還有能耗程度。説白了就是將擎天柱放在一個可控制的環境中運行一段很長的時間，看看會出什麼問題，需要做什麼調整。8 出廠。如果真的有人買這個變形金剛，可能還需要一個售後跟蹤系統，蒐集用户使用時遇到的問題和提出的新需求，以便即使維修，以及在下一版本中的改進。國內有藝術家拆了一輛雪佛蘭改裝成了一個真實比例的大黃蜂...雖然不能動。不過也算是一個良好的開始，不是嗎？
