Güney Kore’deki Temel Bilimler Enstitüsü’nün Yumuşak ve Canlı Madde Merkezi’nden bir grup fizikçi ve matematikçi, Cenevre Üniversitesi’nden bir meslektaşlarıyla işbirliği yaparak, bir nesnenin şeklini belirlemek için kullanılabilecek bir algoritma geliştirdi, böylece nesne bir rampadan aşağıya doğru istenilen yönde yuvarlanacak.
Grup, Nature dergisinde yayınlanan çalışmalarında algoritmalarını nasıl oluşturduklarını ve bunun potansiyel uygulamalarını tartışıyor. Aynı dergide, Georgia Teknoloji Enstitüsü’nden Henry Segerman ve Oklahoma Eyalet Üniversitesi’nden Elisabetta Matsumoto, ekibin bu yeni çabası üzerine yaptığı çalışmaları özetleyen bir News & Views makalesi yayınladı.
Bu yeni çalışmayı yürüten ekip, bir kürenin yokuş aşağı yuvarlandığını hayal etmeyi gerektiren ilgi çekici bir muamma ile işe başladı. Kürenin kilden yapıldığı düşünülürse, önceden belirlenmiş bir yolu takip etmek üzere yuvarlanırken bükülebilir (deforme olabilir).
Kürenin yeni şekil anormallikleri, tekrar rampadan aşağı yuvarlandığında aynı yolu izlemesine neden oluyor. Araştırmacılar, neredeyse sonsuz sayıda düşünülebilen deformasyonlar nedeniyle, kürenin neredeyse her yöne gidebileceğini keşfetti.
Bu gerçeğe ulaştıktan sonra, böyle bir kürede gelişen deformasyonların matematiksel olarak rotasına bağlanıp bağlanamayacağını araştırmaya başladılar. Ve eğer durum buysa, böyle bir matematik, belirli bir rotaya gitmesine neden olacak deformasyonlara sahip bir küreyi 3D yazdırmak için kullanılabilecek bir algoritma geliştirmek için kullanılabilir mi?
Her iki sorunun da evet yanıtı olduğu ortaya çıktı. Grup, matematiksel ve fiziksel ilkeleri kullanarak belirli bir nesnenin eğimli bir düzlemde istenen yolu izlemesine neden olacak deformasyonları belirleyen formüller geliştirdi. Daha sonra böyle bir nesneyi gerçek dünyada 3D olarak basmak için kullanılabilecek bir bilgisayar programı geliştirdiler.
Grup bu nesnelere yörüngeler adını verdi. Her biri, içindeki katı metal bilyalı rulmanla ağırlıklandırılmıştı. Ayrıca, belirli bir yolu iki kez kesen yörüngeler üretebileceklerini keşfettiler; bu yörüngelere “iki periyotlu yörüngeler” terimini verdiler.
Araştırma ekibi, geliştirdikleri formüllerin ve algoritmanın robotik uygulamalarına, bir elektronun açısal momentini içeren fizik araştırmalarına veya bir kuantum bitinin geliştirilmesini içeren kuantum araştırmalarına uygulanabileceğini söylüyor.
Kaynak: phys.org/news/2023-08-algorithm-ramps-desired-path.html
