Chiar dacă inventarea roții în urmă cu aproximativ 6.000 de ani a revoluționat totul, de la transport până la fabricarea ceramicii, originile sale exacte sunt încă un mister pentru arheologi. Dar un nou studiu care folosește tehnici din mecanica structurală sugerează că minerii de cupru din Europa de Est ar fi putut fi forța motrice din spatele a trei inovații majore în tehnologia roților încă din 3900 î.Hr.
Dovezile arheologice despre roți și vehicule cu roți abundă în epoca cuprului (în jurul anilor 5000-3000 î.Hr.) în Europa, Asia și Africa de Nord, inclusiv scene de luptă pictate pe pereți, roți în miniatură, jucării pentru copii, înmormântări de căruțe și chiar referințe textuale timpurii la tehnologie. . Pentru că roata era adoptat atât de repedeCu toate acestea, nu este clar exact unde și când a fost inventat pentru prima dată – sau dacă a fost inventat independent în timpuri și locuri diferite.
Există trei teorii principale pentru originea roții. Unul sugerează că a apărut pentru prima dată în Mesopotamia în jurul anului 4000 î.Hr. și apoi s-a răspândit în Europa. O altă teorie sugerează că a fost dezvoltat în jurul coastei pontice din nordul Turciei în jurul anului 3800 î.Hr. A treia teorie majoră susține că roata a fost inventată în Munții Carpați între 4000 și 3500 î.Hr. și s-a răspândit în diferite direcții de acolo.
Această a treia teorie, prezentată în 2016 de istoric Richard Bullietprofesor emerit la Universitatea Columbia și coautor al noului studiu, se bazează pe ideea că, în jurul anului 4000 î.Hr., mult căutatul minereu de cupru devenise mai greu de găsit, ceea ce impunea minerilor să călătorească adânc în mine și containere cu tălpi. de minereu înapoi. Modelele de vagoane din epoca târzie a cuprului care au fost găsite în regiunea Carpaților sunt dreptunghiulare cu laturi trapezoidale – asemănătoare cu mașinile miniere de astăzi, a scris Bulliet în carte “Roata: invenții și reinventări” (Columbia University Press, 2016).
Într-un studiu publicat miercuri (23 octombrie) în jurnal Royal Society Open ScienceBulliet și co-autori Kai Jamesinginer aerospațial la Georgia Tech și Lee Alacoqueun inginer de la Universitatea din Illinois Urbana-Champaign, a detaliat modelul lor despre modul în care probabil a evoluat roata.
Înrudit: 20 de invenții care au schimbat lumea
Începând cu cunoștințele lor despre sistemele de roți antice bazate pe dovezi arheologice, echipa a folosit mecanica computațională și știința designului pentru a investiga modul în care oamenii ar fi putut transforma un set de role simple într-un sistem de roți și axe.
În studiul lor, cercetătorii au sugerat că sunt necesare trei inovații pentru ca roata să evolueze. Având în vedere necesitatea de a muta un coș sau o cutie grea, oamenii probabil au folosit role plasate de-a lungul unei căi, mutând rolele din spate în față, după cum era necesar.
Prima inovație – role canelate – ar fi permis cutiei să se sprijine pe role și să se miște înainte și înapoi, fără ca oamenii să fie nevoiți să o plimbe pentru a înlocui rolele. Acest lucru ar fi permis oamenilor să împingă un cărucior mai lat în mină. A doua inovație a fost un set de roți, sau roți fixate pe o osie, care ar fi putut oferi căruciorului un spațiu mai mare pentru a trece peste pietre și alte resturi dintr-un puț de mine. Iar a treia inovație, în care roțile se mișcă independent de axă, a apărut probabil la aproximativ 500 de ani după setul de roți și a adăugat manevrabilitate designului, potrivit lucrării.
După ce a generat un design optimizat al setului de roți, echipa a descoperit, pe baza analizei lor computaționale, că evoluția roții și a osiei de la role simple a fost o cale de coborâre plauzibilă care reflecta un design din ce în ce mai eficient din punct de vedere energetic. Dar minele din Carpați ar fi influențat și proiectarea.
„Mediul în care operau dezvoltatorii inițiali de roți conținea anumite caracteristici unice care au încurajat o trecere către transportul pe role”, a spus James pentru Live Science într-un e-mail. „În esență, aceste caracteristici de mediu – de exemplu, o cale îngustă și închisă – i-au împins pe dezvoltatorii roții către acel design special.”
Cu toate acestea, cercetătorii au observat că roata nu a încetat să evolueze în epoca cuprului. De exemplu, inventarea rulmenților radiali cu bile în 1869 a condus la progrese semnificative în industria auto și a mașinilor în secolul al XX-lea.
Deși noul model ar putea explica cum a fost inventată roata în Europa de Est, răspândindu-se potențial de acolo, s-ar putea să nu fie ultimul cuvânt pe această temă. „Cred că este încă posibil ca mai multe civilizații să fi descoperit în mod independent roata pe cont propriu”, a spus James.
Abordarea de proiectare computațională pe care cercetătorii au luat-o în acest studiu ar putea fi aplicată și altor întrebări arheologice, a spus James. „De exemplu, cred că mai sunt multe de învățat despre cum exact au fost construite piramide“, a spus el. “Designul mecanic computațional ar putea fi esențial în a răspunde la unele dintre aceste întrebări”.