Εξοικονόμηση ενέργειας… από τον τρόπο που περπατάμε!

Η θεωρία της φυσικής πίσω από το «λίκνισμα» της γέφυρας εξηγείται εύκολα, με την τυπική πλευρική κίνηση των ανθρώπων, οι οποίοι συγχρόνισαν το βήμα τους, με αποτέλεσμα η κρεμαστή γέφυρα να ταλαντεύεται. Ωστόσο, οι ερευνητές στο Πανεπιστήμιο του Οχάιο (OSU) έθεσαν ως στόχο να ανακαλύψουν γιατί, ακόμα και αφού οι άνθρωποι αισθάνθηκαν την γέφυρα να ταλαντεύεται, συνέχισαν να περπατούν με τον ίδιο τρόπο. Η απάντηση είναι αυτό που ο Manoj Srinivasan, βοηθός καθηγητής μηχανολογίας και διευθυντής του Movement Lab του πανεπιστημίου και οι συνάδελφοί του ονόμασαν «αρχή της μέγιστης τεμπελιάς».

Ο Srinivasan και η ομάδα του προσπαθούν να αναπτύξουν μια ολοκληρωμένη θεωρία που εξηγεί γιατί οι άνθρωποι περπατούν έτσι, θεωρία που θα μπορούσε να βοηθήσει και στην πρόβλεψη του σχεδιασμού και άλλων βοηθητικών συσκευές που περπατούν, όπως τα ρομπότ. Αυτό που τον γοήτευε ήταν πως οι άνθρωποι που διέσχιζαν την πεζογέφυρα αυθόρμητα βρήκαν έναν ρυθμό που την έκανε να ταλαντευτεί γεγονός που ώθησε περισσότερους ανθρώπους - συνειδητά ή ασυνείδητα - να βρουν τον ίδιο ρυθμό και να προκαλέσουν την ακόμα μεγαλύτερη ταλάντωσή της.

Παρά το γεγονός ότι η σταθερότητα είναι φυσικά το κύριο μέλημα κατά το περπάτημα, οι ερευνητές λένε ότι η επόμενη μεγαλύτερη προτεραιότητα αποδεικνύεται η εξοικονόμηση ενέργειας, πράγμα που είναι ακριβώς ίδιο με αυτό που έκαναν εκείνοι που διέσχιζαν τη γέφυρα. Σύμφωνα με τον Srinivasan, το περπάτημα σε μια επιφάνεια που ταλαντεύεται απαιτεί περίπου 5% λιγότερη ενέργεια από το περπάτημα σε μια σταθερή επιφάνεια.

«Φυσικά οι άνθρωποι πρέπει να είναι σταθεροί, αλλά από τη στιγμή που το κάνουν, θέλουν να κινηθούν με έναν τρόπο λιγότερο κουραστικό για αυτούς», λέει ο Varun Joshi, διδακτορικός φοιτητής και επικεφαλής συγγραφέας της μελέτης. «Το 5% δεν ακούγεται και σαν μεγάλη εξοικονόμηση ενέργειας, αλλά είναι περίπου ισοδύναμη με το περπάτημα με ή χωρίς ένα σακίδιο σχολείου. Δεν είναι ένα τεράστιο βάρος, αλλά κάτι που οι άνθρωποι προσέχουν».
Έτσι, ακόμη και αν αυτό οδηγήσει σε εξοικονόμηση μόνο μιας μικρής ποσότητας ενέργειας, οι ερευνητές λένε ότι οι άνθρωποι είναι πιθανό να αλλάξουν τον αριθμό στροφών, το μήκος και το πλάτος των βημάτων τους ή τα άλματα τους. Για να δοκιμάσουν τη θεωρία τους, δημιούργησαν ένα υπολογιστικό μοντέλο ενός απλουστευμένου ανθρώπινου σώματος που περπατά τόσο σε επίπεδη επιφάνεια όσο και σε μια ελαστική, με την ελαστικότητα και την ταλάντωση του αρχικού σχεδιασμού της Millennium Bridge.

Ενώ το μοντέλο κουνιόταν πάνω και κάτω όπως συνήθως κάνουμε όταν περπατάμε σε μια επίπεδη επιφάνεια, πάνω στην ελαστική επιφάνεια το μοντέλο κουνιόταν λιγότερο πάνω και κάτω, επιτυγχάνοντας παράλληλα την ίδια κίνηση προς τα εμπρός. Με άλλα λόγια, το πρότυπο δεν χρειαζόταν να απομακρυνθεί τόσο από το έδαφος τόσο για να πετύχει το ίδιο αποτέλεσμα, πράγμα που σημαίνει μικρότερη προσπάθεια για τα πόδια. Ωστόσο, οι ερευνητές λένε ότι η συχνότητα της ταλάντωσης και οι ιδιότητες της γέφυρας πρέπει να είναι ακριβείς ώστε να επιτευχθεί αυτή η εξοικονόμηση ενέργειας - ιδιότητες που έχασε η πεζογέφυρα έχασε με την προσθήκη των αποσβεστήρων πριν από την επαναλειτουργία της το 2002.