ประสิทธิภาพพลังงานนำทางการเจริญเติบโตของใบบัว

เมื่อใบบัวน้ำNelumbo nuciferaลอยอยู่ในน้ำ มีขนาดใหญ่และแบน มีนัวเนียสั้นตามขอบ ที่น่าสนใจคือ ต้นบัวที่เติบโตบนลำต้นที่ยกขึ้นเหนือน้ำจะทำให้เกิดรูปทรงกรวยที่มีขนาดใหญ่กว่าและมีลักษณะเป็นลูกคลื่นยาวกว่า ตอนนี้ทีมวิศวกรในประเทศจีนพบว่าความแตกต่างนั้นไม่ใช่พันธุกรรม แต่เกิดจากผลกระทบทางกลที่เกิดจากน้ำที่ใบไม้ลอยอยู่

Fan Xuวิศวกรเครื่องกลที่มหาวิทยาลัย 

Fudan ในเซี่ยงไฮ้ เริ่มศึกษารูปร่างของใบบัวเมื่อเขาสังเกตเห็นรูปร่างของใบไม้ต่างๆ ที่กำลังเติบโตในและรอบสระน้ำในประเทศจีนในการศึกษาล่าสุดที่ตีพิมพ์ในPhysical Review Letters Xu และเพื่อนร่วมงานได้หันมาใช้แบบจำลองทางคณิตศาสตร์และวัสดุคล้ายใบไม้เพื่อทดสอบสมมติฐานที่ว่าสภาพน้ำมีอิทธิพลต่อรูปร่างของใบ เพื่อให้จำลองได้อย่างแม่นยำว่าใบไม้เติบโตอย่างไร ทีมงานจึงตัดรูปทรงใบไม้จากวัสดุยางที่เติบโตเมื่อสัมผัสกับน้ำ เนื่องจากแสงแดดช่วยกระตุ้นการเจริญเติบโตของใบบัว พืชจึงมักจะโค้งเข้าหาดวงอาทิตย์และเติบโตในอัตราที่แตกต่างกันในส่วนต่างๆ ของใบ ขึ้นอยู่กับว่าแสงกระทบที่ใด เพื่อเลียนแบบสิ่งนี้ นักวิจัยได้นำใบปลอมมาเปียกในจุดที่คาดว่าจะเติบโตได้ พวกเขายังลอยใบแบบจำลองบางส่วนบนน้ำเพื่อสังเกตว่าสิ่งนี้ส่งผลต่อการเจริญเติบโตของพวกเขาอย่างไร

ความแตกต่างของพลังงานเกิดขึ้นทั้งใบแบบจำลองและการจำลองทางคณิตศาสตร์ได้ผลิตใบที่เข้าคู่กันกับที่เห็นในสระน้ำและทางน้ำ – ใบแบนลอยตัวโดยมีขนที่ขอบแน่นและใบรูปกรวยที่ไม่ลอยซึ่งมีคลื่นขนาดใหญ่ไหลไปทางกลางใบ คำอธิบายสำหรับรูปแบบเหล่านี้กลายเป็นการผสมผสานระหว่างผลกระทบทางชีวฟิสิกส์ของชั้นน้ำที่ด้านล่างของใบ บวกกับแนวโน้มตามธรรมชาติของใบไม้ที่จะเติบโตในลักษณะที่ประหยัดพลังงานมากที่สุด

เมื่อใบบัวปลอดจากน้ำ Xu และเพื่อนร่วมงานอธิบาย 

แบบจำลองแสดงให้เห็นว่าวิธีที่มีประสิทธิภาพที่สุดในการปลูกต้นบัวคือการผลิตรูปทรงกรวยที่มีการแกว่งไปมาคล้ายคลื่นขนาดใหญ่ สำหรับใบที่โตบนน้ำ การสร้างรูปร่างดังกล่าวจะต้องใช้ใบยกน้ำที่เกาะด้านล่าง. ในทางกลับกัน ใบไม้จะแบนราบและมีรอยย่นตรงขอบ ซึ่งประหยัดพลังงานกว่ามาก ใบไม้บนน้ำยังทำให้เกิดคลื่นเหมือนคลื่นมากกว่าที่จะแบนราบ เพราะมันสร้างวัสดุและพื้นที่ผิวเมื่อเติบโตมากกว่าที่จะบรรจุในแผ่นเรียบ ซึ่งหมายความว่าใบจะงอและยับ

“เราพบว่าทั้งในทางทฤษฎีและทางการทดลอง การกำหนดค่าโค้งงอที่มีความยาวคลื่นสั้นนั้นเอื้อประโยชน์อย่างมากสำหรับเมมเบรนที่กำลังเติบโตที่วางอยู่บนของเหลว ในขณะที่รูปร่างโก่งทั่วโลกนั้นดีกว่าสำหรับวัสดุแขวนลอย” ผู้เขียนศึกษาสรุป

นักวิจัยกล่าวว่างานของพวกเขาเน้นว่าผลกระทบทางชีวฟิสิกส์สามารถส่งผลต่อการสร้างสัณฐานของพืชได้อย่างไร พวกเขาสามารถเสริมความรู้ดังกล่าวเพื่อควบคุมลักษณะทางสัณฐานวิทยาของวัสดุที่มนุษย์สร้างขึ้น

ขณะนี้นักวิจัยได้ระบุระบบคลาสสิกที่เรียบง่ายซึ่งอาจมีพฤติกรรม DTC เมื่อมีเสียงรบกวน เป็นชุดของลูกตุ้มหรือออสซิลเลเตอร์ที่จัดเรียงเป็นแถวและเชื่อมต่อกันราวกับสปริง

ไม่เชิงเส้นเล็กน้อย

ออสซิลเลเตอร์ต้องเป็นแบบไม่เชิงเส้นเล็กน้อย ซึ่งหมายความว่าออสซิลเลเตอร์ไม่ได้รับการสั่นแบบฮาร์โมนิกอย่างสมบูรณ์ ในขณะเดียวกันการมีเพศสัมพันธ์แบบกระจายตัวกับสิ่งแวดล้อมสามารถทำได้โดยแรงเสียดทานหนืด

Michael Zaletelเพื่อนร่วมงาน Berkeley ของ Yao กล่าวว่า “เราโต้แย้งว่า DTC แบบคลาสสิกอาจมีอยู่ในหลักการแม้ว่าจะมีเสียงรบกวนก็ตาม “นั่นไม่ได้แสดงให้เห็นมาก่อน”

ทีมงานแสดงให้เห็นว่า DTC แบบคลาสสิกนี้จะตกผลึกจากสภาวะสมมาตรของเวลา (ไม่เป็นระยะ) เนื่องจากสัญญาณรบกวนลดลง และความแรงของการมีเพศสัมพันธ์ระหว่างลูกตุ้มจะเพิ่มขึ้นในช่วงการเปลี่ยนผ่านแบบฉับพลัน คล้ายกับวิธีที่ผลึกอวกาศแข็งตัวจากของเหลวในขณะที่เย็นตัวลง (ลดสัญญาณรบกวนลง) และ/หรือแรงระหว่างโมเลกุลแข็งแกร่งขึ้น ในการจำลองด้วยคอมพิวเตอร์ นักวิจัยเห็นว่าคริสตัลที่มีระยะเวลาเพิ่มขึ้นเป็นสองเท่า “เกิดนิวเคลียส” ออกจากสถานะสมมาตรของเวลา เช่น คริสตัลที่เติบโตจากเมล็ด

อย่างไรก็ตามพฤติกรรมนี้จะไม่คงอยู่ตลอดไป ที่อุณหภูมิจำกัดใดๆ มันจะสลายตัวช้ามากและในที่สุดจะ “ละลาย” มีปริมาณบางอย่าง (เสียงหรืออุณหภูมิ) ที่ควบคุมอายุการใช้งานของ TC “เราไม่มี DTC แบบคลาสสิกที่แท้จริง” Yao กล่าว “พวกเราตายไปนานแล้ว พวกเราคิดว่า”. แต่ระบบดูเหมือนเป็นระบบเดียวเว้นแต่คุณจะดูนานพอ นักวิจัยเรียกระบบดังกล่าวว่า “ผลึกเวลาเปิดใช้งาน”

พวกเขากล่าวว่าคลื่นพื้นผิวที่ศึกษาโดยฟาราเดย์และแบบจำลองทางกลที่ทำการศึกษาทดลองโดยทีม ETH น่าจะเป็นแบบนี้ – แต่เนื่องจากอิทธิพลของสัญญาณรบกวนจากความร้อนมีขนาดเล็กมากสำหรับออสซิลเลเตอร์ขนาดมหึมา DTC จะสลายตัวได้ช้ามากเท่านั้น ใช้เวลานานกว่าช่วงเวลาทดลองมาก

มะเร็งผิวหนังเป็นมะเร็งที่พบได้บ่อยที่สุดชนิดหนึ่งทั่วโลก และการตรวจหามะเร็งในระยะเริ่มแรก โดยเฉพาะมะเร็งผิวหนัง มีความสำคัญอย่างยิ่งต่อการรอดชีวิต เมื่อคำนึงถึงวัตถุประสงค์นี้ แอปสมาร์ทโฟนด้านโรคผิวหนังใหม่ๆ ก็หลั่งไหลเข้ามามากมาย ซึ่งมีเป้าหมายเพื่อช่วยให้ผู้ที่มีรอยโรคที่ผิวหนังต้องสงสัยตัดสินใจว่าควรไปพบแพทย์เพิ่มเติมหรือไม่

แอพเหล่านี้จำนวนมากใช้อัลกอริธึมปัญญาประดิษฐ์เพื่อจำแนกรูปภาพของรอยโรคที่มีความเสี่ยงสูงหรือต่ำสำหรับมะเร็งผิวหนัง (โดยปกติคือมะเร็งผิวหนัง) แล้วให้คำแนะนำแก่ผู้ใช้ แต่แอพสมาร์ทโฟนที่ใช้อัลกอริธึมเหล่านี้แม่นยำแค่ไหน? และการศึกษาที่ใช้ในการประเมินความถูกต้องแม่นยำเพียงใด? ทีมวิจัยที่นำโดยJon Deeksแห่งมหาวิทยาลัยเบอร์มิงแฮมและHywel Williamsที่มหาวิทยาลัยนอตติงแฮม มีวัตถุประสงค์เพื่อค้นหา ( BMJ 10.1136/bmj.m127 )

นักวิจัยระบุการศึกษาที่เกี่ยวข้อง 9 ชิ้นซึ่งประเมินแอปตรวจหามะเร็งผิวหนัง 6 แอป การศึกษาหกชิ้นประเมินความแม่นยำในการวินิจฉัยของแอปโดยเปรียบเทียบกับมิญชวิทยา สามชิ้นตรวจสอบคำแนะนำแอปเทียบกับมาตรฐานอ้างอิงของคำแนะนำจากผู้เชี่ยวชาญ

Credit : cateringiperque.com cdmasternow.com cheaplinksoflondonshop.com conviviosfraternos.com cookwatchus.net craniopharyngiomas.net cubmasterchris.info digitalbitterness.com dward3.com edmontonwarhammerleague.com