看过《星球大战》的人，想必都对影片中的一件标志性高科技武器难以忘怀：光剑。
在星球大战的世界观中，光剑的地位举足轻重，它是一种传承，也是一种象征，其内部包含有一块凯伯水晶，注入能量后，可以释放等离子体，并能通过磁场约束形成五颜六色的剑刃，训练有素的绝地武士和西斯反派使用光剑与原力配合，一人对打几十名身着星际铠甲且持有枪械的士兵，如同砍瓜切菜。
作为科幻世界最受欢迎的虚构武器之一，哪个星战迷不想佩一把？现在，还真有群疯狂的工程师们把它给造出来了。
日前，加拿大籍工程师詹姆斯 · 霍布森（James Hobson）带着小团队成功创造了 “世界上第一把基于等离子体的可伸缩光剑”，而且设计风格非常蒸汽朋克，该光剑使用丙烷气提供能量，可喷射出 2200 摄氏度的高温火焰柱，以至于能够刺穿铁门、切开钢板。这项工作的演示视频在 YouTube 频道“黑客史密斯（Hacksmith）” 上吸引了 1700 多万点击播放。
许多星球大战爱好者都曾试图仿造光剑，但多数方案是使用不可伸缩的灯管或荧光棒去模仿其外观，换句话说，就是美化的长柄手电筒。无疑，现在这把堪称是最接近科幻的还原方式，它用起来不仅酷炫，还具备杀伤力，one more thing，它还能变换不同颜色：
话说回来，这把光剑是怎么做的？什么原理？
简单来说，你可以把它看成是一个大号的等离子切割器。不过为了彰显情怀，霍布森团队还是从头到尾对每个细节进行了定制开发，正儿八经的全球限量版，从机床刻蚀零部件，到定制电子主板，将极客精神进行到底。
小组的设计人员在构想设计方案的时候，一张蒸汽朋克风的图片激发了灵感，19 世纪的机械设计美学与现代科技碰撞总有种特殊的美感，考虑到自制光剑也需要用到很多仪表、气阀乃至导气管之类的蒸汽朋克元素。
索性，第一把光剑就打造成这种风格，而得益于先进的现代数控机床工艺，很多零部件都能够轻松刻蚀打磨出来，从设计图到实物几乎相差无几。
光剑的手柄有了，接下来的关键，就是怎么解决 “剑刃” 的问题。
有意思的是，这并不是霍布森第一次做光剑模型了，他的团队曾在过去两年尝试过用不同的方式做光剑，不过此前都是通过高压直流电加热缠绕在绝缘体棍上的特殊金属丝，使其发光发热，达到 “光剑” 效果，然而这种方式遭到了诸多网友的吐槽：“这不就是根烧红的铁棍么 ······”。
于是这次他们另辟蹊径，决定用高温火焰来替代。
燃料是比较好获取的，家里的煤气罐里就有，但怎么让火焰形成足够强劲的等离子体束呢？
几番测试，团队将液化石油气或丙烷与氧气混合，然后通过 “层流喷嘴” 将其喷出点燃，根据霍布森的说法，“这是工程师的专用气体喷嘴工具，它能产生高度集中的气流以产生等离子束，而且可以通过调整阀门大小，最终获得自己想要的光束程度。”
不过这个工业喷嘴的价格与它能喷射的光焰温度水平相当（约4000华氏度），单个价格超过 4000 美元。 那么问题又来了，如何 改变火焰颜色呢？
小组人员突发奇想，不如通过在火焰中添加不同化学物质试试，效果令人满意，氯化钠（食盐）能使光束变黄，硼酸带来绿色，氯化锶带来红色，氯化钙则会产生琥珀色。
再次论证了学好数理化的重要性。
为了能够捕获和控制如此高的能量输出，他们的光剑需要与定制的背包连接，该背包装有电源、控制装置、燃气与氧气罐等；更用心的是，他们还定做了一个可精确控制气流的集成电路程序，以实现按下按钮就能喷出或者收回光束，毕竟，绝地武士们不需要手动去调节光剑长短。
小组人员运用 Altium designer 软件进行电路板设计，这是一款电子设计自动化软件，可用于原理图、PCB、FPGA 设计，结合了板级设计与 FPGA 设计，然后通过第三方 PCB 代工厂把电路板给制造出来，板子到手后，手动焊接上各类元器件，一气呵成：
至此，核心工程与技术难关均已攻克，最后就是部件大组装，蒸汽朋克光剑终极套装最终亮相。
当背上套装、拿起剑柄，光束喷薄而出的那一刻，星球大战的主题背景音乐在耳边响起，感觉所有努力都没白费，“May the Force be with you. ”（ 愿原力与你同在 ），霍布森表示，下几期视频将开始演示这把光剑的破坏力。
尽管霍布森及其团队创建的原型通常无法大规模生产，但他相信，所有创意均有付诸实践的价值。
不只是光剑，他的团队还制造过各种影视超级英雄的装备：可吸引电流的雷神之锤、自动变形和发射激光的钢铁侠铠甲、飞檐走壁的蝙蝠侠装备 ······“我们认为，为了创新和突破极限，所有想法都值得进行原型设计，在此过程中能启发全球数百万人。”
詹姆斯 · 霍布森（James Hobson）毕业于加拿大康尼斯多加学院机械系统工程学专业，曾是一名全职工程师。
2016 年，出于兴趣爱好，他辞职创办了 Hacksmith Entertainment Ltd.，并担任创始人兼 CEO，开始运营一个基于工程技术演示的 YouTube 频道，即 Hacksmith，其团队工作目标只有一个，就是把电影、漫画和视频游戏中虚构的想法转变为真实的原型，以此激发世界各地年轻人对科学、技术、工程和数学（STEM）领域的兴趣。
-End-
来源：oschina
链接：https://my.oschina.net/u/4288530/blog/4680634