保龄球技术革新：构建完美全中的物理条件模型

在AIP出版社出版的《AIP Advances》杂志中，来自普林斯顿大学、麻省理工学院、新墨西哥大学、拉夫堡大学和斯沃斯莫尔学院的研究人员分享了一个模型，该模型能确定保龄球放置的最佳位置。他们的模型采用源自旋转刚体欧拉方程的六个微分方程组，生成了一张显示全中最佳条件的图表。

作者柯蒂斯·胡珀表示："我们创建的仿真模型可能成为球员、教练、装备公司和赛事设计者的实用工具。准确预测球轨迹的能力可能带来新策略和装备设计的发现。"

迄今为止，大多数预测保龄球投掷结果的方法依赖于描述真实球员的统计数据，而非分析球本身和投球的动力学。当球员在投球方式上引入细微变化时，这类方法往往效果不佳。

相反，该团队的模型考虑了多种因素。一个例子是涂抹在保龄球道上的薄油层；竞技赛事间油层的体积和形状差异巨大，要求针对每次比赛采用特定风格和瞄准策略。油层很少均匀涂抹，这造成了不均匀的摩擦表面。

问题在于球员和教练目前只能依靠自身经验和直觉，胡珀表示这通常不够精确且非最优。

胡珀说："我们的模型通过构建一个保龄球模型，为这两个问题提供了解决方案。该模型在输入所有可能影响球运动的重要因子后能精确计算保龄球轨迹。同时还会计算'容错空间'以考虑人为误差，使球员能找出自身最优的瞄准策略。"

构建该模型面临若干挑战，包括如何描述微妙不对称保龄球的运动。更具挑战性的是将预测轨迹所需的输入参数提炼成球员或教练能够理解、并能用现有配件测量的术语。

未来，该团队旨在通过纳入更多因子（包括不平整的球道）来提高模型的准确性，同时与行业专业人士合作，以更好地理解如何定制该模型以适应其应用场景。