С помощью 3D-печати теоретическая физика становится наглядной

13 Декабря 2013
2420
0

Друзья, небольшое вступление!
Перед прочтением новости, позвольте пригласить вас в крупнейшее сообщество владельцев 3D-принтеров. Да, да, оно уже существует, на страницах нашего проекта!
Подробнее >>>

 Вскоре у студентов появится возможность просто протянуть руку и коснуться некоторых теоретических концепций, которые они изучают на уроках физики благодаря новаторской идеи, разработанной группой исследователей из Имперского колледжа науки, техники и медицины в Лондоне.

 В новом исследовании, опубликованном на днях в журнале EPL, исследователи успешно продемонстрировали, как сложная теоретическая физика может быть преобразована в физический объект с помощью 3D-принтера.

 Всего за восемь часов и около 15 евро, они смогли использовать имеющийся в продаже 3D-принтер для создания своего объекта, объемом около 8 см3, основанного на математической модели, описывающей, как могут начаться лесные пожары и как они распространятся со временем.

newseventsimages

 Исследователи назвали подход "Sculplexity" - слово состоящее из двух частей Sculpture – скульптура и Complexity – сложность – и не без оснований считают, что этот метод можно использовать для создания произведений искусства, основанных на науке. Кроме того, этот подход может изменить существующие способы презентации и обсуждения новых идей и концепций в рамках научного сообщества.

 Соавтор исследования д-р Тим Эванс, физик-теоретик в Имперском Колледже, сказал: "Идея этого исследования появилась, когда я наткнулся на первый в мире распечатанный 3D-объект, во время посещения Музея Виктории и Альберта в Лондоне".

 "Объектом был стол, включающий в себя похожие на древесные структуры, такие, которые встречаются в природе. Это очень напоминает процесс ветвления, встречающийся в сложных системах теоретической физики. Увиденное заставило меня задуматься надо тем, какие другие процессы, используемые в физике, могли бы быть превращены в 3D-печатные объекты?"

3dprintingus

 Сложные системы состоят из множества частей, которые взаимодействуют во многих временных и пространственных масштабах и которые демонстрируют когерентное поведение и определенные закономерности на более высоких уровнях. Живой организм представляет собой отличный пример сложной системы, в котором отдельные его части, в частности внутриклеточные молекулярные процессы взаимодействуют друг с другом и способствуют развитию более крупных процессов в макроскопических масштабах.

 Происходящие во многих сложных системах взаимодействия могут быть представлены на двумерном графике, который  разделен на идентичные квадраты или "ячейки". Каждая из таких ячеек может существовать в определенном состоянии и развиваться с течением времени, и все это определяется определенным набором правил.

 В своем исследовании ученые использовали лесной пожар в качестве примера, в котором каждая ячейка представляет собой дерево, которое может быть живым, мертвым или горящим. Состояние, которое принимает та или иная ячейка на протяжении времени зависит от набора правил, которые учитывают такие данные, как удаленность соседних ячеек, которые могут быть горящими или возможность их поражения молниями.

fractal.MGX_

 "Основная концепция  - проста" –  продолжил доктор Эванс – "3D-принтер создает объекты слой за слоем. Таким образом, высота объекта может представлять время. Предположим, у вас есть математическая модель, которая определяет плоскую, двумерную картину, которая разворачивается во времени - как правило, она представлена координатной сеткой, в которой некоторые квадраты заполнены, а некоторые остаются пустыми.

 "Математическая модель будет определять в каждый момент времени, что принтер должен печатать на одной определенной высоте. Следующий шаг в этой модели будет определять, что нужно печатать на следующем слое и так далее. В результате получается 3D-объект, который наглядно показывает, как математическая модель развивалась с течением времени".

 Полученная в результате разработок модель создавалась не без сложностей, но д-р Эванс считает, что опыт позволил им выявить существующие сложности, сформулировать решения и вдохновить сообщество физиков "подходить к решению задач творчески".

 "В нашей группе в Имперском Колледже, мы пытаемся объяснить аномалии сердцебиения, исследуя простые модели поведения отдельных клеток в сердечной мышце, и вполне возможно, что нам удастся визуализировать их при помощи 3D-печати. ​​Большинство моделей, представляющих распространение болезни могут быть визуализированы подобным же образом. Возможно, существует так же множество других примеров использования этой идеи, и мы просто надеемся, что наш, весьма дословный перевод теоретической модели в 3D-объект послужит для кого-то стимулом проявлять больше творчества в решении поставленных задач" –  заключил д-р Эванс.

Статья подготовлена для 3dtoday.ru

Данная новость перенесена в архив новостей.

Следите за развитием технологии в блогах пользователей 3D-принтеров.
Самые интересные новости индустрии 3D-печати теперь расположены в новостных блогах.
13 Декабря 2013
2420
0

Написать комментарий

Последние распечатанные 3D модели

alexaneonow
Распечатано на: PICASO 3D Designer
nolgen
Распечатано на: Kossel Kit

Новые 3D-модели

Держатель широкой катушки для Picaso 3D Designer
alexaneonow
Держатель широкой катушки для Pi...Держатель широкой катушки для Picaso 3D Designer
Стабилизатор для камеры
anton_anion
Стабилизатор для камеры
сердечко головоломка с сюрпризом
ksenon
сердечко головоломка с сюрпризом
Чехол для Fly Tornado One без рисунка
Gryadun
Чехол для Fly Tornado One без ри...Чехол для Fly Tornado One без рисунка