研究人员模拟了用于在滑板半管上获得空气的泵送技术的物理模型

2024-08-31 10:01来源:本站编辑

Researchers model physics of the pumping technique used to achieve air on a skateboard half-pipe

来自苏黎世联邦理工学院(ETH zrich)的工程师和数学家团队,与来自日本统计数学研究所和ATR国际研究所的同事合作,成功地模拟了人类在滑半管滑时在滑板上泵气以获得空气的物理过程。

在他们发表在《物理评论研究》杂志上的论文中,该小组描述了他们如何使用一个人在秋千上荡秋千作为模拟例子来帮助他们创建模型,以及它如何很好地代表了人类在半管上的行动。

滑冰半管是一种典型的由木头或水泥制成的结构,用来模仿水平切成两半的管道。结果就形成了一个山谷形状,两边都是大小相等的山脉。滑冰者将结构安装在一侧或另一侧,并将其作为执行滑冰动作的起点。

最基本的动作就是从管道的一边滚下来,穿过山谷的底部,然后再从另一边滚上来。此时,滑冰者可以选择跳到另一边,或者转身滚回去。如果选择后一种方式,那么滑冰者必须采取一些动作来保持移动。

这样的动作被称为“泵”——滑冰者以某种方式操纵他或她的身体,从而推动滑板更快地前进。它包括在山谷中蹲下,然后在遇到斜坡的曲线时向上推——这一动作类似于孩子们用来保持秋千运动的动作。如果滑冰者能够加速到足够的速度,他或她就可以在绕到管道的另一边后腾空而起。

注意到已经建立了摆动和钟摆的物理模型,该团队开始使用这些模型。然后,他们研究了滑板运动员运动的视频,并利用他们所看到的添加了滑板运动员在半管上的独特因素,比如他或她是如何调节自己相对于下面表面的质量的,包括他们寻求加速时滑板与管道的角度。

一旦他们建立了模型,他们就会用它来找到最佳的泵送技术,尽管他们注意到这在现实世界中是行不通的,因为它会让滑冰者从管道中跳出来。研究小组的结论是,他们的模型可能可以作为一种工具,帮助机器人在穿越丘陵地形时学习保持平衡。

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