Die Chaostheorie wird einem neuen Publikum durch Schmuckkreationen vorgestellt, die von mathematischen Einheiten beeinflusst werden, die als seltsame Attraktoren bekannt sind.
Die ungeordnete Natur des Chaos beherrscht auch eine Rauchwolke oder das Rauschen von Meereswellen. Durch die Herstellung von Juwelen, die auf einer mathematischen Beschreibung des Chaos basieren, haben Eleonora Bilotta und ihr Team einen Weg gefunden, chaotische Systeme daran zu hindern, sich mit ihrer üblichen hektischen Geschwindigkeit zu bewegen. Bilotta, Professor für interdisziplinäre Psychologie an der Universität von Kalabrien in Italien, glaubt, dass auch Laien etwas Anziehendes in den Wirbelschmuckformen finden werden, die von dieser Art chaotischer Kartierung inspiriert sind. Diese Art der chaotischen Kartierung hat viele praktische Aufgaben, einschließlich der Entwicklung von Computermodellen für die Wettervorhersage und dem Entwurf neuronaler Netze.
Was ist Chaostheorie?
Es ist im Grunde die Untersuchung von Systemen, die sehr empfindlich auf Anfangsbedingungen wie Chaostheorie, Wetter und Finanzmärkte reagieren. Edward Lorenz, der die zeitgenössische Theorie des Chaos entwickelte, verglich diese scheinbar unvorhersehbare Reaktion mit der Wirkung, die die Flügel eines Schmetterlings auf einen fernen Hurrikan im Jahr 1972 haben können. Mit anderen Worten, eine kleine Änderung an einem System kann erhebliche, unvorhersehbare Auswirkungen haben.
Verhalten eines chaotischen Systems
Obwohl das Verhalten eines chaotischen Systems unerwartet erscheinen mag, ist es manchmal durch einen "seltsamen Attraktor" gekennzeichnet, eine komplexe Anordnung von Punkten, die zeigt, wie sich das System im Phasenraum entwickelt. Bizarre Attraktoren ähneln oft gefalteten Strängen mit vielen verschiedenen Evolutionswegen, wie zum Beispiel Fäden.
Während Chaos als Modell für menschliches Verhalten diente, einschließlich emotionaler Kontrolle und zwischenmenschlicher Verbindungen, war Bilotta zuerst vom Chaos fasziniert. Aber im Jahr 2005 kam es zu einem Wendepunkt in seinem Interesse, als Leon Chua, ein bekannter Chaosforscher und emeritierter Professor für Elektrotechnik an der University of California in Berkeley, ihn und seine Kollegen ermutigte, Musik auf der Grundlage seiner Forschung mit seltsamen Attraktoren zu kreieren.
Laut Bilotta untersuchten wir nach der Analyse der damals existierenden Attraktoren den Parameterraum dieser Systeme und stellten fest, dass eine Vielzahl von Definitionen möglich waren. Dies ermöglichte es uns, den Chaosraum zu erkunden und ein vorläufiges Toolset zu erstellen. In einer kürzlich durchgeführten Studie skizzieren Bilotta und Kollegen Möglichkeiten, 3D-Druck und Metallherstellung zu nutzen, um die Bewegung chaotischer Systeme aus der virtuellen in die physische Welt zu übertragen.
Das Team begann mit der Untersuchung von Chuas Schaltkreis, benannt nach einem Laborexperiment, das er 1983 unter Verwendung gewöhnlicher Teile wie Kondensatoren und einer speziellen Diode aufgebaut hatte. Dieses einfache Gerät zeigt, wenn es aktiviert wird, Chaos in Form von unregelmäßigen Stromoszillationen. Eine Vielzahl seltsamer Attraktoren, die von den Parametern der Schaltung abhängen, werden durch die Abbildung des Stroms auf die Spannung sichtbar.
Chaotische Designstudien
Bilotta behauptet, dass er und sein Team während ihrer 20-jährigen Erforschung des Chaos mehr als 1000 charakteristische Lockstoffe für Chuas Schaltkreis gefunden haben. Neuere chaotische Designstudien sind teilweise von der Vielfalt dieser attraktiven Typen inspiriert. Bilotta, der eine neue Methode zur Erstellung unverwechselbarer Formen mithilfe von Computermodellen entwickelt hat, glaubt, dass dies mehr Menschen helfen könnte, die Schönheit des Chaos zu schätzen.
Laut Bilotta ist es leichter gesagt als getan, eine mathematisch simulierte Entität in ein dreidimensionales Objekt in der realen Welt zu verwandeln. Aufgrund ihrer fraktalen Natur haben chaotische Attraktoren ausgefeilte Details, die bei kleineren Längenskalen sichtbar werden. Außerdem können sich mathematische Kurven manchmal so eng überlappen, dass es schwierig sein kann, sie in einem 3D-Modell zu simulieren.
Um diese Herausforderungen zu bewältigen, musste das Team einige der Komplexitäten glätten, um die physische Darstellung der Attraktoren zu vereinfachen und die Attraktoren für den Druck herzustellen. Das Team verwendete die Konstruktionswerkzeuge, um Computermodelle der vereinfachten Traktoren zu entwickeln, und änderte einige Parameter, um sie ästhetisch ansprechender zu machen. Nach Fertigstellung eines Entwurfs verwendeten die Forscher 3D-Druck, um ein Harzmodell herzustellen, das dann als Form zum Gießen des Schmucks verwendet wird. Zusätzlich zu den Attraktoren von Chua erstellten die Forscher Modelle des Lorenz-Schmetterlings sowie anderer bekannter chaotischer Attraktoren.
Laut Bilotta könnten diese Computersimulationen Wissenschaftlern eine neue Möglichkeit bieten, die Eigenschaften dieser Attraktoren zu untersuchen. Bilotta hofft auch, dass diese Schmuckstücke Studenten und Nicht-Künstler dazu inspirieren, die Ideen hinter der Kunst besser zu verstehen. Laut Bilotta liegt die Schönheit des Chaos im Studium mathematischer und philosophischer Konzepte in Bezug auf die Natur der Welt und die unendlichen Möglichkeiten, die darin existieren.
Bilotta und Kollegen planen, ihre Forschung zur Verwendung von KI bei der Modellierung fortzusetzen, um neue, unvorhersehbare chaotische Attraktoren zu finden. Sie wollen diese Schmuckstücke auch in Wissenschafts- und Kunstmuseen ausstellen, damit die Leute sie anfassen und vielleicht sogar selbst eines kaufen können. Laut Bilotta wird dies nicht nur unsere Arbeit hervorheben, sondern auch die Öffentlichkeit über das Potenzial dieses hochaktuellen Themas ermutigen und informieren.
Bilotta und Kollegen planen, ihre Forschung zur Verwendung von KI bei der Modellierung fortzusetzen, um neue, unvorhersehbare chaotische Attraktoren zu finden. Sie wollen diese Schmuckstücke auch in Wissenschafts- und Kunstmuseen ausstellen, damit die Leute sie anfassen und vielleicht sogar selbst eines kaufen können. Laut Bilotta wird dies nicht nur unsere Arbeit hervorheben, sondern auch die Öffentlichkeit über das Potenzial dieses hochaktuellen Themas ermutigen und informieren.
Quelle: physical.aps.org/articles/v16/32
Günceleme: 06/03/2023 15:34