تكشف دراسة حديثة كيف يمكن للمتزلجين استخدام الرؤى الرياضية لزيادة سرعتهم وارتفاعهم على نصف الأنابيب. قام فلوريان كوجلباور، عالم الرياضيات من ETH Zurich، وفريقه البحثي بدراسة كيفية تأثير حركات معينة على أداء المتزلج على المنحدرات على شكل حرف U. من خلال التناوب بين الانحناء والوقوف في مناطق معينة، يمكن للمتزلجين توليد زخم إضافي، مما يؤدي إلى قفزات أعلى وسرعات أعلى. يمكن أن يؤدي هذا البحث، المنشور في مجلة Physical Review Research، إلى تقنيات أكثر كفاءة للمتزلجين الذين يهدفون إلى تحسين مهاراتهم.
نمذجة الزخم على نصف الأنابيب
كان البحث نشرت في مجلة الجمعية الفيزيائية الأمريكية. تعتبر تقنية “الضخ” أو التناوب بين الانحناء والوقوف ضرورية لبناء السرعة على أنصاف الأنابيب. أنشأ فريق كوجلباور نموذجًا لإظهار كيفية تأثير مركز كتلة الجسم على الحركة على المنحدر، تمامًا مثل ميكانيكا الأرجوحة. وفي حساباتهم، وجدوا أن الانحناء أثناء التحرك إلى أسفل التل والوقوف أثناء التحرك صعودًا يساعد المتزلجين على اكتساب الارتفاع بشكل أكثر فعالية. ويشير الفريق إلى أن هذا الإيقاع يمكن أن يساعد المتزلجين على الوصول إلى ارتفاعات أعلى على المنحدر بحركات أقل.
اختبار النظرية مع المتزلجين الحقيقيين
لاختبار صلاحية النموذج، الباحثين لاحظ اثنين من المتزلجين أثناء التنقل في نصف أنبوب. طُلب منهم الوصول إلى ارتفاع محدد في أسرع وقت ممكن. كشف تحليل الفيديو أن المتزلج الأكثر خبرة اتبع بشكل طبيعي النمط المقترح للنموذج، ووصل إلى الارتفاع المستهدف بحركات أقل. أما المتزلج الأقل خبرة، والذي لم يتبع النمط بدقة، فقد احتاج إلى مزيد من الوقت للوصول إلى نفس الارتفاع. يشير هذا التباين إلى أن المتزلجين ذوي الخبرة يطبقون هذه المبادئ بشكل حدسي للحصول على أداء أفضل.
تطبيقات أوسع تتجاوز التزلج
ووفقاً لسورينا لوبو، المهندسة في معهد كاليفورنيا للتكنولوجيا، فإن هذا النموذج المبسط قد يكون له أيضاً تطبيقات في مجال الروبوتات. من خلال توضيح كيف يمكن أن تؤثر التعديلات البسيطة في وضع الجسم على السرعة والطول، تقدم هذه الدراسة رؤى يمكن أن تجعل الحركة الروبوتية أكثر كفاءة. بالنسبة للمهندسين، يشير هذا البحث إلى أنه يمكن استخدام النماذج المباشرة للحركة البشرية لتعزيز أداء الروبوتات، مما يوفر بديلاً لنماذج التعلم الآلي المعقدة المستخدمة غالبًا في الروبوتات.
