Các nhà toán học tại Đại học New York vừa công bố công trình trên tạp chí Physical Review Fluids, dựa trên kết quả trước đó từ Phòng thí nghiệm Toán Ứng dụng của NYU. Họ đề xuất một mô hình toán học so sánh đàn chim và đàn cá với một vật liệu được gọi là "tinh thể mềm".
Trong mô hình, mỗi cá thể giống như một nguyên tử trên một mạng lưới đều đặn; các cá thể giữ khoảng cách tương đối đều và liên kết với nhau bằng các liên kết linh hoạt giống lò xo. Nhờ đó, đàn có tính đàn hồi nhưng dễ bị biến dạng và rất nhạy với thay đổi dòng không khí hay nước, cũng như với vật thể gần đó hoặc kẻ săn mồi.
Nhóm kiểm tra mô hình bằng cách phân tích thí nghiệm có cánh vỗ cơ khí in 3D gắn motor, vỗ trong nước ở nhiều tốc độ. Đàn mô phỏng tự sắp xếp thành hàng hoặc hàng dây, và hành vi này phù hợp với dự đoán của mô hình. Các tác giả nói rằng kết quả có thể hữu ích cho hàng không vũ trụ, kỹ thuật ôtô, robot học và khai thác năng lượng. Thành viên nhóm có Jiajie Wu khi đó là sinh viên đại học. Công trình được hỗ trợ bởi National Science Foundation.
Từ khó
- mô hình — biểu diễn đơn giản để giải thích hệ thống
- tinh thể mềm — vật liệu có cấu trúc như mạng lưới linh hoạt
- liên kết — sự nối giữa hai phần với nhau
- lò xo — dụng cụ kim loại cuộn có thể co giãn
- đàn hồi — khả năng trở về hình dạng ban đầu
- biến dạng — thay đổi hình dạng ban đầu của vật
- thí nghiệm — kiểm tra bằng cách thử trong điều kiện thực
Mẹo: di chuột, dùng phím Tab hoặc chạm vào các từ được tô sáng trong bài để xem định nghĩa nhanh ngay khi bạn đọc hoặc nghe.
Câu hỏi thảo luận
- Bạn nghĩ vì sao mô hình giống tinh thể mềm có thể hữu ích cho hàng không vũ trụ và robot học? Giải thích ngắn.
- Bạn đã từng thấy đàn động vật thay đổi nhanh khi có kẻ săn mồi không? Mô tả ngắn ví dụ đó.
- Nếu áp dụng mô hình này cho thiết kế robot, bạn nghĩ điểm nào cần chú ý nhất? Vì sao?
Bài viết liên quan
Các nhà khoa học giải thích vì sao cao su gia cố cứng hơn
Nhóm nghiên cứu tại Đại học South Florida do Giáo sư David Simmons dẫn đầu đã tìm ra cơ chế khiến cao su gia cố trở nên cứng và bền hơn. Họ dùng mô phỏng động học phân tử và công bố trên Proceedings of the National Academy of Sciences.
Các nhà khoa học giải trình tự RNA cổ từ voi ma mút gần 40,000 năm
Các nhà nghiên cứu tách và giải trình tự RNA từ mô voi ma mút bảo quản trong băng vĩnh cửu ở Siberia, mẫu RNA cổ nhất từng thu hồi. RNA cho biết gen nào hoạt động gần thời điểm chết và nghiên cứu được công bố trên tạp chí Cell.