世界上不缺乏伟大的跳跃者,其中包括跳跃的袋鼠、篮球明星等等。但是据乔治亚理工学院的物理学家丹尼尔-高曼所说,看起来简单的跳跃动作仍然含有丰富的研究课题。高曼和他的同事们希望设计出跳跃
机器人,他们首先开始研究跳跃物理学,而且在这个过程中他们偶然发现更高效跳跃的秘密。
乔治亚理工学院的物理学家丹尼尔-高曼(左)和研究生杰弗里-阿圭勒打造了一个简单的
机器人进行跳跃动力学研究。
一开始机械工程学研究生杰弗里-阿圭勒建造了一个简单的跳跃机器人。这个装置是由20.32厘米高的杆构成的,底部装有一个弹簧。连接到计算机上的一台马达垂直的沿着杆移动。当它向上移动的时候,杆就会向下移动压缩弹簧。这样就会导致弹簧回弹,将它推离平台。阿圭勒编写了一个程序,使机器人随机的进行了接近21000次不同的跳跃。每一次,马达的起始位置、速度等条件发生改变,而且科学家们记录了每一次的跳跃。在对数据进行筛选之后,他们发现机器人使用两种不同的技术可以跳到同样的峰高。
第一种方法是快速的移动马达,这就会将更多的能量传递给弹簧。另一种变化中,机器人以小跳跃开始,然后接下来的跳跃就会快速达到同样的高度。高曼解释称,这种间歇式的跳跃方式有可能节约能量,对于能量的需求将减少十倍。高曼猜测,那些著名的跳跃者或许已经利用了这种节省能量的方式。在确认这种技巧之后,这个团队分析了2008年YouTube网站上的商业广告,篮球明星科比-布莱恩特跳过了一辆移动中的汽车。当他们仔细观察的时候,他们注意到科比在起跳前使用了这种间歇式跳跃的方式。