Deși invenția roții, estimată acum 6.000 de ani, a schimbat radical transportul și olăritul, originile sale precise rămân încă neclare pentru arheologi. Un studiu recent, care utilizează tehnici de mecanică structurală, sugerează că minerii de cupru din Europa de Est ar fi putut sta la baza a trei inovații importante în tehnologia roții, datând din jurul anului 3900 î.Hr.
În Epoca Cuprului (aproximativ 5000 – 3000 î.Hr.), dovezile arheologice arată o utilizare largă a roților și a vehiculelor pe roți în Europa, Asia și nordul Africii, incluzând scene de luptă pe pereți, miniaturi de roți, jucării pentru copii și morminte cu căruțe, precum și mențiuni scrise timpurii despre această tehnologie. Totuși, din cauza adoptării rapide a roții, rămâne incert unde și când a fost inventată prima dată sau dacă a apărut simultan în mai multe locații.
Există trei teorii principale privind apariția primei roți. Una susține că roata a fost creată în Mesopotamia în jurul anului 4000 î.Hr. și apoi s-a răspândit în Europa. O altă teorie indică dezvoltarea acesteia pe coasta Pontică a Turciei în jurul anului 3800 î.Hr. A treia teorie, formulată de istoricul Richard Bulliet, afirmă că roata ar fi fost inventată în Munții Carpați între 4000 și 3500 î.Hr., de unde s-ar fi extins ulterior.
Teoria lui Bulliet sugerează că în jurul anului 4000 î.Hr., căutarea minereului de cupru a devenit tot mai dificilă, ceea ce i-a determinat pe mineri să sape mai adânc și să transporte materialul în containere mari. Modelele de căruțe din perioada târzie a Cuprului, descoperite în Carpați, aveau forme dreptunghiulare cu laturi trapezoidale, asemănătoare cu vagonetele de mină moderne, a explicat Bulliet în cartea sa „The Wheel: Inventions and Reinventions”.
Într-un studiu publicat în jurnalul Royal Society Open Science, Bulliet, împreună cu coautorii săi Kai James, inginer aerospațial la Georgia Tech, și Lee Alacoque, inginer la Universitatea din Illinois Urbana-Champaign, au detaliat modelul lor evolutiv al roții. Bazându-se pe cunoștințele despre sistemele antice de roți, echipa a folosit simulări computaționale și știința designului pentru a explora cum oamenii ar fi putut transforma un set de role simple într-un sistem cu roți și ax.
Cercetătorii au identificat trei inovații cruciale pentru inventarea roții. În contextul necesității de a muta încărcături grele, oamenii ar fi folosit role plasate pe un traseu, avansând rolele din spate în față pe măsură ce era necesar.
-Rolele cu șanțuri: Această inovație permitea încărcăturii să se deplaseze înainte și înapoi fără ca oamenii să fie nevoiți să se miște pentru a schimba rolurile. Astfel, se putea împinge un cărucior mai lat în mină.
-Roțile fixate pe un ax: Aceasta ar fi crescut înălțimea căruciorului, permițându-i să treacă peste obstacolele din galeriile miniere.
-Roți independente de ax: Această inovație, apărută aproximativ 500 de ani mai târziu, a oferit o manevrabilitate mai bună designului.
Analizând aceste inovații, echipa a concluzionat că evoluția roții și axului din role simple reprezenta o traiectorie plauzibilă și eficientă energetic. Totuși, mediul specific al minelor din Carpați a influențat și el designul. James a subliniat că caracteristicile acestui mediu, cum ar fi traseele înguste, au modelat deciziile inițiale ale inventatorilor roții.
Cercetătorii au notat că evoluția roții nu s-a oprit în Epoca Cuprului, menționând progresele aduse de invenția rulmenților cu bile în 1869, care au revoluționat industriile auto și de mașini în secolul XX.
Deși modelul nou sugerează o posibilă origine a roții în Europa de Est, este important să nu excludem posibilitatea ca mai multe civilizații să fi descoperit simultan roata. James a menționat că există încă multe de învățat, inclusiv despre construcția piramidelor, unde metodele de design mecanic computațional ar putea oferi răspunsuri importante.