العلماء يضعون صيغة رياضية لفهم التركيب الهندسي البديع لبيض الطيور

2021-09-03 | منذ 3 شهر

شادي عبد الحافظ: تمكن فريق بريطاني أوكراني مشترك من التوصل إلى صيغة رياضية عامة تشرح هندسة أية بيضة خاصة بأي طائر في هذا العالم؛ الأمر الذي قد يسهم في تطورات هندسية وتكنولوجية واعدة في المستقبل.

وحسب الدراسة -التي نشرت في دورية "إينالز أوف نيويورك أكاديمي أوف ساينس" (Annals of the New York Academy of Sciences)، وأعلنت عنها جامعة "كنت" (University of Kent) المشاركة بالدراسة في بيان صحفي في 31 أغسطس/آب الماضي- فإن هذا الفريق اعتمد على تحليل ودمج هندسة 4 أشكال ممكنة للبيض، وهي الكروي (Sphere) والسطح الناقص (Ellipsoid) والبيضوي (Ovoid) والكمثري (Pyriform).

وحسب الدراسة الجديدة، فإن هذه الصيغة الرياضية الجديدة تعتمد على 4 معايير، وهي طول البيضة وعرضها الأقصى وانحراف المحور الرأسي والقطر عند ربع طول البيضة.

وعبر هذه المعايير، يمكن لك أن تدرس بيضة أي طائر من ألف و500 نوع نجت بعد انقراض الديناصورات قبل نحو 65 مليون سنة، بجانب ذلك تسمح المعايير نفسها للباحثين من نطاقات متنوعة بتصميم أي شكل بيضاوي يودونه.

تطبيقات واعدة

للوهلة الأولى، قد تظن أن هذه النتائج نوع من الرفاهية الرياضية لفهم أشكال الأشياء في هذه الحياة، لكن نتائج كهذه تفيد في نطاقات متنوعة، أولها بالطبع تطوير الفهم البيولوجي للكائنات الحية، وبالتالي تحقيق فهم أكبر لتكيفها مع محيطها خلال ملايين السنين.

من جانب آخر، فإن شكل البيضة قد لاقى اهتماما هندسيا وتكنولوجيا على مدى قرون، فهو مثالي من عدة جوانب، وقادر على احتضان الجنين، ومع ذلك فهو صغير بما يكفي للخروج من الجسم بأكثر الطرق فعالية، كما أنه لا يتدحرج بعيدا كالكرة بمجرد وضعه، وهو سليم من الناحية الهيكلية.

لهذا السبب كانت المعادلات الرياضية السابقة للأشكال الأساسية للبيض بالفعل وجدت تطبيقات واسعة في أبحاث الأغذية والهندسة الميكانيكية والزراعة والعلوم الحيوية والهندسة المعمارية والملاحة الجوية.

أحد أشهر الأمثلة في هذا النطاق هو هندسة المباني، مثل مبنى بلدية لندن وناطحة سحاب "سويس ري"، وكلاهما في بريطانيا، التي اعتمدت على هندسة البيضة.

وحسب الدراسة، فإن هذا الفريق البحثي يرى أن الوصول لصيغة رياضية عامة لتفسير شكل البيضة قد يطور هذه التطبيقات إلى نطاقات أعمق، حيث يمكن تصميم أشكال تقتبس الهندسة الطبيعية للبيضة لتحقيق تحمل أقصى ضغط، مع استهلاك الحد الأدنى من المواد.






كاريكاتير

إستطلاعات الرأي