Lëvizja robotike në hapësirën e lakuar kundërshton ligjet standarde të fizikës
Kur njerëzit, kafshët dhe makinat lëvizin nëpër botë, ata gjithmonë shtyjnë kundër diçkaje, qoftë toka, ajri apo uji. Deri kohët e fundit, fizikantët besonin se kjo ishte një konstante, duke ndjekur ligjin e momentit të ruajtjes. Tani, studiuesit nga Instituti i Teknologjisë në Xhorxhia kanë vërtetuar të kundërtën – kur trupat ekzistojnë në hapësira të lakuara, rezulton se ata në fakt mund të lëvizin pa u shtyrë kundër diçkaje.
Gjetjet u botuan në Proceedings of the National Academy of Sciences më 28 korrik 2022. Në punim, një ekip studiuesish të udhëhequr nga Zeb Rocklin, asistent profesor në Shkollën e Fizikës në Georgia Tech, krijuan një robot të kufizuar në një sipërfaqe sferike. me nivele të paprecedentë izolimi nga mjedisi i tij, kështu që këto efekte të shkaktuara nga lakimi do të mbizotëronin.
“Ne e lëmë objektin tonë që ndryshon formën të lëvizë në hapësirën më të thjeshtë të lakuar, një sferë, për të studiuar sistematikisht lëvizjen në hapësirën e lakuar,” tha Rocklin. “Mësuam se efekti i parashikuar, i cili ishte aq kundërintuitiv saqë u hodh poshtë nga disa fizikantë, me të vërtetë ndodhi: ndërsa roboti ndryshoi formën e tij, ai u shtri përpara rreth sferës në një mënyrë që nuk mund t’i atribuohej ndërveprimeve mjedisore.”
Studiuesit filluan të studiojnë se si një objekt lëvizte brenda një hapësire të lakuar. Për të kufizuar objektin në sferë me ndërveprim ose shkëmbim minimal të momentit me mjedisin në hapësirën e lakuar, ata lejojnë një grup motorësh të lëvizin në binarët e lakuar si masa lëvizëse. Ata më pas e lidhën këtë sistem në mënyrë holistike me një bosht rrotullues në mënyrë që motorët të lëvizin gjithmonë në një sferë. Boshti mbështetej nga kushinetat e ajrit dhe tufat për të minimizuar fërkimin, dhe shtrirja e boshtit u rregullua me gravitetin e Tokës për të minimizuar forcën e mbetur të gravitetit.
Nga atje, ndërsa roboti vazhdoi të lëvizte, graviteti dhe fërkimi ushtronin forca të lehta mbi të. Këto forca u hibridizuan me efektet e lakimit për të prodhuar një dinamikë të çuditshme me veti që nuk mund të shkaktonin më vete. Hulumtimi ofron një demonstrim të rëndësishëm se si mund të arrihen hapësirat e lakuara dhe se si sfidon në thelb ligjet fizike dhe intuitën e krijuar për hapësirë të sheshtë. Rocklin shpreson se teknikat eksperimentale të zhvilluara do të lejojnë studiues të tjerë të eksplorojnë këto hapësira të lakuara.
Ndërsa efektet janë të vogla, ndërsa robotika bëhet gjithnjë e më precize, të kuptuarit e këtij efekti të shkaktuar nga lakimi mund të jetë me rëndësi praktike, ashtu si ndryshimi i lehtë i frekuencës i shkaktuar nga graviteti u bë vendimtar për të lejuar sistemet GPS të përcjellin me saktësi pozicionet e tyre në satelitët orbitalë. Në fund të fundit, parimet se si lakimi i një hapësire mund të shfrytëzohet për lëvizje mund të lejojnë anijen kozmike të lundrojë në hapësirën shumë të lakuar rreth një vrime të zezë.
“Ky hulumtim ka të bëjë edhe me studimin e ‘Motorit të Pamundshëm’”, tha Rocklin. “Krijuesi i tij pohoi se mund të lëvizte përpara pa asnjë shtytës. Ky motor ishte me të vërtetë i pamundur, por për shkak se hapësira-koha është shumë pak e lakuar, një pajisje në fakt mund të lëvizte përpara pa asnjë forcë të jashtme ose duke lëshuar një shtytës – një zbulim i ri.”