违反直觉的“游泳者”
根据理论推导，球面“游泳者”的四个电机配重需要按照上图a的顺序循环变化位置。由于转动限制在水平面上，可以最大程度地减少摩擦力与重力对运动过程的影响。而调节重物的位置，其实对于整个机器人而言，就相当于变换形状。观察图a1到图a5的变化，很明显，球面“游泳者”经过一个形状变换周期，成功地推动自身在水平面上绕轴挪动了一小步。
而实验也给出了基本一致的结果。“理论预测的现象发生了，它是如此的违反直觉：随着机器人改变自身形状，它会以与环境相互作用无关的方式，主动在球面上运动。” 这项研究的负责人，佐治亚理工学院的物理学家泽布·洛克林(Zeb Rocklin)说道。
没有外力参与的情况下，“游泳者”仅靠自身的形变，在4分钟内绕轴转动了肉眼可见的角度。（图片来源：原论文）
乍看之下，这的确让人不解。但这就好像在停车位里调整车辆位置，我们重复数次驶出、转向、倒回的循环，就能实现微小的侧向平移。停车过程中，我们会驶出一段距离，最终还会返回；我们会改变方向，最终也会恢复；而我们改变的侧向位置，却是无法回到初始的变化。弯曲空间的形变运动也是一样，周期性变换中看似所有参数在循环中都保持不变，但这其中存在一个变量——几何相位，它会在周期运动中累积，表现为空间上的位移。
有趣的是，研究人员发现，虽然水平方向上不存在外力驱动，但是形变引发的转动位移会导致轴承上微小的摩擦力累积起来，为机器人积攒反向动量。在停止周期性形变后，机器人会在反向动量的作用下转回初始位置。
不过太空中的宇航员倒不必担心这个问题（没有摩擦），发现身处弯曲空间后，他们首先最需要的是，找到适合自己身体的周期性“变形”方案。很遗憾，由于人类身体质量的分布相对均匀，并不像“游泳者”模型，在四肢末梢拥有配重块，这意味着我们通过伸展、收缩四肢调节转动惯量的效率会很低。
显然，人类注定无法成为太空中的“游泳健将”。但好消息是，曲率更大的弯曲空间可以帮助我们提升效率，前提是身处其中的人类能承受更强的扭曲拉伸感。没错，在弯曲的空间里，我们需要克服的不再是重力，而是努力“掰弯”我们身体、使头和脚沿不同方向运动的力。
