Un nouveau modèle mathématique développé par des scientifiques de l'Université de l'Alberta montre comment les patineurs artistiques se déplacent sur la glace et pourrait aider les patineurs professionnels à perfectionner leur technique ou à prévenir les blessures.

"Nous pouvons décrire le mouvement du patineur artistique, " a déclaré Meghan Hall, étudiante au doctorat. " Si je veux faire ce mouvement ou ce motif, que dois-je faire avec mon corps ? Quelle est la manière optimale de le faire ? Ou, si je ne sais pas comment faire un certain mouvement ou motif, ce système modélisera le mouvement que je dois faire pour le produire."

Salle, patineur artistique loisir depuis 20 ans, mène la recherche avec un autre étudiant diplômé Vaughn Gzenda sous la supervision de Vakhtang Putkaradze.

Dans la première des deux études, les scientifiques notent que des recherches antérieures ont examiné la physique bidimensionnelle du patinage artistique, mais leur nouveau modèle est le premier à utiliser la mécanique non holonome, ou mécanique avec contraintes, montrer comment un corps se déplace sur la glace en trois dimensions.

"Il s'avère que nous pouvons résoudre ce problème à la main, ce qui est incroyable car les équations en mécanique non holonome sont très complexes, " dit Putkaradze, qui est actuellement le directeur principal de la science et de la technologie avec l'équipe de transformation d'ATCO.

La deuxième, L'étude à venir comprend une bibliothèque de tous les différents mouvements et trajectoires qu'un patineur peut effectuer.

"Le fait que les équations du mouvement soient intégrables, ou complètement soluble, est le plus surprenant, " a déclaré Gzenda. " Les systèmes mécaniques avec des contraintes non holonomiques qui sont également intégrables sont extrêmement rares. Il existe une liste relativement courte d'exemples connus - un exemple est une bille roulante symétrique. Un autre est la façon dont un traîneau se déplace le long d'une surface.

"Notre modèle est, pour autant que nous sachions, le plus récent sur cette liste."

Applications pratiques

"Le patinage artistique a inspiré ce projet de recherche, et maintenant le projet m'inspire quand je suis sur la glace, " a-t-elle dit. " J'ai eu une approche très différente du patinage tout au long de ma carrière, probablement parce que ma tête pense simplement de cette façon. Maintenant, nous avons construit une simulation et je peux voir, sur papier, comment changer mon corps."

En plus de l'inspiration sur la glace, la recherche a des applications pratiques potentielles pour les patineurs et les entraîneurs, a noté Putkaradze.

"Ce serait un excellent moyen de comprendre comment les gens s'entraînent et pourrait contribuer à un meilleur entraînement en patinage artistique, " il a dit.

Cela pourrait également aider les patineurs à éviter les blessures courantes comme les fractures en spirale au bas de la jambe.

« Cela pourrait potentiellement s'appliquer à la conception de la lame ou de la botte, voire technique pour éviter ces blessures, " ajouta Hall.

La première étude, "Intégrabilité et chaos dans le patinage artistique, " par Gzenda et Putkaradze, a été publié dans le Journal des sciences non linéaires .