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Movimento robótico em espaço curvo desafia leis da física

Quando os seres humanos, os animais e as máquinas se movimentam, eles sempre exercem pressão contra algo, seja o chão, o ar ou a água. Até recentemente, os cientistas acreditavam que isso era inquestionável, seguindo o teorema do impulso e o princípio da conservação. No entanto, pesquisadores do Instituto de Tecnologia da Geórgia, nos EUA, recentemente desafiaram essas leis da física.

Realização experimental de um nadador em uma esfera com motores acionados em um braço de lança de rotação livre. Crédito: Georgia Tech

Segundo os resultados de seu estudo, publicado no jornal Proceedings of the National Academy of Sciencesquando os corpos existem em espaços curvos, eles podem se mover sem pressionar contra algo.

No artigo, uma equipe de cientistas liderada por Zeb Rocklin, professor assistente da Escola de Física do Georgia Tech, criou um robô confinado a uma superfície esférica com níveis sem precedentes de isolamento de seu ambiente.

“Deixamos nosso objeto de mudança de forma se mover no espaço curvo mais simples, uma esfera, para estudar sistematicamente o movimento no espaço curvo”, disse Rocklin. “Aprendemos que o efeito previsto, que era tão contra-intuitivo que foi descartado por alguns físicos, realmente ocorreu: como o robô mudou sua forma, ele avançou em torno da esfera de uma maneira que não podia ser atribuída a interações ambientais”.

De acordo com o site Phys, para limitar o objeto na esfera com interação mínima ou troca de impulso com o ambiente no espaço curvo, os cientistas permitem que um conjunto de motores dirija em trilhas curvas como massas móveis.

Eles então conectaram esse sistema holisticamente a um eixo rotativo para que os motores sempre se movessem em uma esfera. O eixo foi apoiado por rolamentos de ar e buchas para minimizar o atrito, e o alinhamento foi ajustado com a gravidade da Terra para minimizar a força gravitacional residual.

A partir daí, enquanto o robô continuava a se mover, a gravidade e o atrito exerciam pequenas forças sobre ele. Essas forças atuavam junto com os efeitos de curvatura para produzir uma estranha dinâmica com propriedades que não poderiam ser induzidas por conta própria.

Segundo seus autores, a pesquisa fornece uma importante demonstração de como os espaços curvos podem ser alcançados e como desafiam fundamentalmente as leis físicas e a intuição projetada para o espaço plano.

Embora os efeitos sejam pequenos, à medida que a robótica se torna cada vez mais precisa, entender esse efeito induzido pela curvatura pode ser de importância prática, assim como a ligeira mudança de frequência induzida pela gravidade tornou-se crucial para permitir que os sistemas GPS transmitissem com precisão suas posições para satélites orbitais.

Em última análise, os princípios de como a curvatura de um espaço pode ser aproveitada para locomoção pode permitir que espaçonaves naveguem no ambiente altamente curvo ao redor de um buraco negro.

FONTE: https://olhardigital.com.br/2022/08/08/ciencia-e-espaco/movimento-robotico-em-espaco-curvo-desafia-leis-da-fisica/