Una nuova ricerca matematica della New York University collega la fisica del movimento collettivo di stormi e banchi alle interazioni idrodinamiche e aerodinamiche. Il gruppo, partendo da risultati dell'Applied Mathematics Laboratory di NYU, propone un modello che descrive queste formazioni come un "cristallo morbido": i singoli individui si comportano come atomi in una reticolare regolare, mantengono spaziature approssimativamente uniformi e sono tenuti insieme da legami elastici, simili a molle.
Per testare il modello il team ha riesaminato esperimenti precedenti che impiegavano battitori meccanici con ali stampate in 3D e motori per battere nell'acqua. In quegli esperimenti lo stormo artificiale si muoveva a diverse velocità e poteva disporsi in linea o in coda; il comportamento collettivo osservato ha confermato le previsioni matematiche.
Gli autori, tra cui Christiana Mavroyiakoumou — allora al Courant Institute e ora fellow al Mathematical Institute dell'Oxford University — e il professor Leif Ristroph, direttore dell'Applied Mathematics Laboratory, sottolineano che il lavoro apre la strada ad analisi e a possibili interventi sul modo in cui questi gruppi interagiscono. I ricercatori notano anche potenziali ricadute pratiche per l'ingegneria aerospaziale e automobilistica, la robotica e il recupero di energia. Tra i membri del team figurava lo studente Jiajie Wu; lo studio è stato pubblicato su Physical Review Fluids e finanziato dalla National Science Foundation.
Parole difficili
- movimento — spostamento o comportamento di un gruppomovimento collettivo
- interazione — scambio di forze tra oggetti o corpiinterazioni
- idrodinamico — relativo al movimento dei fluidiidrodinamiche
- cristallo — struttura con elementi disposti in ordine regolarecristallo morbido
- reticolare — che ha forma o organizzazione a rete
- legame — connessione che mantiene insieme elementilegami
- battitore — dispositivo che muove un'ala per spingerebattitori
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Domande di discussione
- Quali vantaggi pratici potrebbero derivare dall'applicazione di questo modello nella robotica o nei veicoli?
- In che modo la metafora del "cristallo morbido" aiuta a capire il comportamento di gruppi animali o di robot?
- Quali limiti o difficoltà prevedi nel passare dagli esperimenti con battitori meccanici alle applicazioni reali?
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