Le mouvement robotique dans un espace courbe défie les lois de la physique

Le Mouvement Robotique Dans Un Espace Courbe Défie Les Lois

Lorsque les humains, les animaux et les machines se déplacent, ils exercent toujours une pression contre quelque chose, que ce soit le sol, l’air ou l’eau. Jusqu’à récemment, les scientifiques croyaient que cela était incontestable, suivant le théorème d’impulsion et le principe de conservation. Cependant, des chercheurs du Georgia Institute of Technology aux États-Unis ont récemment contesté ces lois de la physique.

Le mouvement robotique dans un espace courbe defie les lois

Performance expérimentale d’un nageur sur un ballon avec des moteurs entraînés sur une perche à rotation libre. Crédit : Georgia Tech

Selon les résultats de leur étude, publiés dans la revue Actes de l’Académie nationale des sciences, lorsque les corps existent dans des espaces courbes, ils peuvent se déplacer sans appuyer contre quoi que ce soit.

Dans l’article, une équipe de scientifiques dirigée par Zeb Rocklin, professeur adjoint à la Georgia Tech’s School of Physics, a créé un robot confiné à une surface sphérique avec des niveaux d’isolement sans précédent de son environnement.

« Nous avons laissé notre objet qui change de forme se déplacer dans l’espace courbe le plus simple, une sphère, pour étudier systématiquement le mouvement dans l’espace courbe », a déclaré Rocklin. « Nous avons appris que l’effet prédit, qui était si contre-intuitif qu’il a été rejeté par certains physiciens, s’est réellement produit : lorsque le robot a changé de forme, il a avancé autour de la sphère d’une manière qui ne pouvait être attribuée aux interactions environnementales. »

D’après le site Physiquepour contraindre l’objet dans la sphère avec un minimum d’interaction ou d’échange d’impulsions avec l’environnement dans un espace courbe, les scientifiques permettent à un ensemble de moteurs de rouler sur des pistes courbes comme des masses en mouvement.

Ils ont ensuite connecté ce système de manière holistique à un axe rotatif afin que les moteurs se déplacent toujours dans une sphère. L’arbre était soutenu par des paliers à air et des bagues pour minimiser le frottement, et l’alignement a été ajusté avec la gravité terrestre pour minimiser la force gravitationnelle résiduelle.

À partir de là, alors que le robot continuait à se déplacer, la gravité et la friction exerçaient de petites forces sur lui. Ces forces ont agi avec les effets de courbure pour produire une dynamique étrange avec des propriétés qui ne pouvaient pas être induites par elles-mêmes.

Selon ses auteurs, la recherche fournit une démonstration importante de la façon dont les espaces courbes peuvent être réalisés et comment ils défient fondamentalement les lois physiques et l’intuition projetée sur un espace plat.

Bien que les effets soient faibles à mesure que la robotique devient de plus en plus précise, comprendre cet effet induit par la courbure pourrait être d’une importance pratique, tout comme le léger décalage de fréquence induit par la gravité est devenu crucial pour permettre aux systèmes GPS de transmettre avec précision leurs positions aux satellites en orbite.

En fin de compte, les principes de la façon dont la courbure de l’espace peut être exploitée pour la locomotion peuvent permettre aux engins spatiaux de naviguer dans l’environnement très incurvé autour d’un trou noir.

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