Универсальное уравнение формы яйца
Исследователи из Кентского университета, Исследовательского института обработки окружающей среды и Vita-Market Ltd вычислили универсальную математическую формулу, которая может описать любое птичье яйцо, существующее в природе, - событие, которое до сих пор не имело успеха. Материалопубликованв Annals of the New York Academy of Sciences.
Форма яйца уже давно привлекала внимание математиков, инженеров и биологов с аналитической точки зрения. Она была высоко оценена за ее эволюцию как достаточно большая, чтобы инкубировать эмбрион, и в то же время достаточно маленькая, чтобы выходить из тела наиболее эффективным способом, не скатываясь, структурно достаточно прочная, чтобы выдерживать вес и быть началом жизни для 10,5 тысяч видов, сохранившаяся со времен динозавров. Специалисты называют яйцо «идеальной формой».
При анализе всех форм яйца использовались различные геометрические фигуры, например, сфера и эллипсоид. Но точного описания долгое время дать не удавалось.
Теперь же ученые смогли разработать математическую модель, которая соответствовала совершенно новой геометрической форме, охарактеризованной как последний этап эволюции сферы-эллипсоида и применимый к любой геометрии яйца.
Эта новая универсальная математическая формула для определения формы яйца основана на четырех параметрах: длине яйца, максимальной ширине, смещении вертикальной оси и диаметре на четверть длины яйца.
Столь долгожданная универсальная формула является важным шагом в понимании не только самой формы яйца, но и того, как и почему она эволюционировала, что делает возможным широкое биологическое и технологическое применение.
Математические описания всех основных форм яиц уже нашли применение в исследованиях пищевых продуктов, машиностроении, сельском хозяйстве, бионауках, архитектуре и воздухоплавании. Например, эту формулу можно применить для инженерного строительства тонкостенных сосудов яйцевидной формы, которые должны быть прочнее типовых сферических.
Ученые отмечают, что теперь можно составить грамотное научное описание биологического объекта. В частности, работа в области биологической систематики, оптимизации технологических параметров, инкубации яиц и отбора птицы будет значительно упрощена.
Также станет возможным точное и простое определение физических характеристик биологического объекта. Внешние свойства яйца жизненно важны для исследователей и инженеров, разрабатывающих технологии инкубации, обработки, хранения и сортировки яиц . Существует потребность в простом процессе идентификации с использованием объема яйца, площади поверхности , радиуса кривизны и других показателей для описания контуров яйца, которые обеспечивает эта формула.
Кроме того, не следует забывать и про инженерию будущего, вдохновленную биологией.
Яйцо - это естественная биологическая система, изучаемая для разработки инженерных систем и новейших технологий. Яйцеобразная геометрическая фигура применяется в архитектуре, поскольку она может выдерживать максимальные нагрузки при минимальном расходе материалов, к которым теперь можно легко применить полученную формулу.
Исследователи отмечают, что теперь они с нетерпением ждут возможности увидеть применение этой формулы в различных отраслях, от искусства до технологий, от архитектуры до сельского хозяйства.