کشف معادله‌ جهانی تخم مرغ

فرادید | کشف معادله شکل تخم مرغ، گامی مهم در درک نه تنها شکل تخم مرغ، بلکه نحوه و چگونگی تکامل آن، در نتیجه کاربرد‌های بیولوژیکی و تکنولوژیکی گسترده را ممکن می‌سازد.

به گزارش فرادید؛ محققان دانشگاه کنت، موسسه تحقیقاتی درمان محیط زیست و ویتا مارکت با مسئولیت محدود فرمول ریاضی جهانی را کشف کرده اند که می‌تواند تخم مرغ موجود در طبیعت را توصیف کند، شاهکاری که تا کنون ناموفق بوده است.

شکل تخم مرغ از دیرباز توجه ریاضیدانان، مهندسان و زیست شناسان را از نظر تحلیلی به خود جلب کرده است.

این شکل به دلیل تکامل آن به اندازه کافی برای جوجه کشی، به اندازه کافی کوچک برای خروج از بدن در کارآمدترین روش مورد توجه قرار گرفته است، و به محض این که از بین نرود، از نظر ساختاری آنقدر قوی است که وزن خود را تحمل می‌کند و آغاز یک زندگی است. بسیاری از گونه ها‌ی تخم مرغ «شکل کامل» نامیده شده است.

در تجزیه و تحلیل تمام اشکال تخم مرغ از چهار شکل هندسی استفاده شده است: کُره، بیضی شکل، دوکی شکل و پیرایمور (مخروطی شکل یا گلابی شکل)، با یک فرمول ریاضی برای پیرایمور که هنوز کامل نشده.

برای تصحیح این امر، محققان یک تابع اضافی را به فرمول تخم مرغی وارد کردند و یک مدل ریاضی ایجاد کردند تا متناسب با شکل هندسی کاملاً جدیدی باشد که به عنوان آخرین مرحله در تکامل بیضوی کره‌ای شناخته می‌شود، که برای هندسه تخم مرغ قابل استفاده است.

این فرمول ریاضی جهانی جدید برای شکل تخم مرغ بر اساس چهار پارامتر است: طول تخم مرغ، حداکثر عرض، تغییر محور عمودی و قطر در یک چهارم طول تخم.

این فرمول جهانی طولانی مدت گامی مهم در درک نه تنها شکل تخم مرغ، بلکه نحوه و چگونگی تکامل آن است، بنابراین کاربرد‌های بیولوژیکی و تکنولوژیکی گسترده را ممکن می‌سازد.

توصیفات ریاضی همه اشکال اولیه تخم مرغ قبلاً در تحقیقات غذایی، مهندسی مکانیک، کشاورزی، علوم زیستی، معماری و هوانوردی کاربرد داشته است. به عنوان مثال، این فرمول را می‌توان برای مهندسی ساخت ظروف دیواره‌ای نازک به شکل تخم مرغ، که باید قوی‌تر از نمونه‌های کروی معمولی باشد، استفاده کرد.

این فرمول جدید یک پیشرفت مهم در برنامه‌های متعدد از جمله:

✓ توصیف علمی مناسب یک شی بیولوژیکی اکنون که تخم مرغ از طریق فرمول ریاضی قابل توصیف است، کار در زمینه‌های سیستماتیک بیولوژیکی، بهینه سازی پارامتر‌های تکنولوژیکی، جوجه کشی تخم مرغ و انتخاب طیور بسیار ساده خواهد شد.

✓ تعیین دقیق و ساده ویژگی‌های فیزیکی یک جسم بیولوژیکی. خواص خارجی تخم مرغ برای محققان و مهندسانی که فناوری‌هایی را برای جوجه کشی، پردازش، ذخیره سازی و مرتب سازی تخم مرغ توسعه می‌دهند، حیاتی است. نیاز به یک فرآیند شناسایی ساده با استفاده از حجم تخم مرغ، سطح، شعاع انحنا و سایر شاخص‌ها برای توصیف خطوط تخم مرغ است که این فرمول ارائه می‌دهد.

✓ مهندسی آینده با الهام از زیست شناسی تخم مرغ یک سیستم بیولوژیکی طبیعی است که برای طراحی سیستم‌های مهندسی و فن آوری‌های پیشرفته مورد مطالعه قرار گرفته است. شکل هندسی تخم مرغی در معماری، مانند سقف شهرداری لندن و Gherkin، و ساخت و ساز پذیرفته شده است، زیرا می‌تواند حداکثر بار‌ها را با حداقل مصرف مصالح تحمل کند، که این فرمول اکنون به راحتی قابل اعمال است.

دارن گریفین، استاد ژنتیک در دانشگاه کنت و PI در این تحقیق گفت: «فرآیند‌های تکاملی بیولوژیکی مانند تشکیل تخمک باید برای توصیف ریاضی به عنوان مبنایی برای تحقیقات در زیست شناسی تکاملی مورد بررسی قرار گیرد، همانطور که با این فرمول نشان داده شده است. فرمول را می‌توان در رشته‌های اساسی، به ویژه صنایع غذایی و طیور استفاده کرد و به عنوان انگیزه‌ای برای تحقیقات بیشتر با الهام از تخم مرغ به عنوان یک هدف تحقیق عمل می‌کند. »

دکتر مایکل رومانوف، پژوهشگر مهمان در دانشگاه کنت، می‌گوید: «این معادله ریاضی بر درک و درک ما از هماهنگی فلسفی خاصی بین ریاضیات و زیست شناسی تأکید می‌کند و از این دو راهی برای درک بیشتر جهان ما است که به طور دقیق در جهان درک می‌شود. شکل تخم مرغ.»

دکتر والری ناروشین، محقق سابق میهمان در دانشگاه کنت، می‌گوید: «ما مشتاقانه منتظر استفاده از این فرمول در صنایع، از هنر تا فناوری، معماری تا کشاورزی هستیم. این پیشرفت نشان می‌دهد که چرا چنین تحقیقات مشارکتی از رشته‌های جداگانه ضروری است. »

مقاله «تخم مرغ و ریاضیات: معرفی یک فرمول جهانی برای شکل تخم مرغ» در Annals of the Academy of Science نیویورک منتشر شده است.

منبع: ScienceDaily