Математики из Оксфорда открыли новый класс геометрических фигур

Исследователи из Оксфордского университета сделали важное открытие, выявив новый класс геометрических фигур, которые могут заполнить пространство более эффективно, чем классические остроугольные структуры.

Эти фигуры, названные «мягкими ячейками», не имеют острых углов и плоских граней, что делает их похожими на природные формы, такие как клетки или раковины.

Статья с результатами исследования опубликована в журнале PNAS Nexus.

Исследования с использованием компьютерной томографии показали, что внутренние камеры наутилуса являются примерами трёхмерных мягких ячеек, которые заполняют пространство без острых углов.

Главный вопрос, который стоял перед учёными, — как полностью заполнить пространство без оставления пустот.

Классические геометрические формы, такие как треугольники и кубы, имеют острые углы и легко справляются с этой задачей.

Однако в природе подобные структуры встречаются редко. Мягкие ячейки, напротив, напоминают формы, которые мы видим в биологических тканях или на поперечных срезах луковицы.
Такие формы минимизируют острые углы, заполняя пространство плавно, как природные «плитки».

Профессор Ален Горели отметил, что природа избегает острых углов так же, как и пустот. Это связано с физическими ограничениями — создание и поддержание острых углов требует затрат энергии.

Исследование подтвердило, что мягкие ячейки являются природными строительными блоками, присутствующими в биологических тканях, клетках и даже речных островах.

Эти формы не только объясняют геометрию биологических тканей, но также могут быть применены для улучшения биомедицинских технологий и создания мягкой робототехники.

Напомним, что российские ученые разработали инновационную магнито-оптическую структуру для коллайдера NICA. Подробнее об этом читайте в материале «ЭкоПравды».