麻省理工學院創建數學模型來預測打結的穩定性
人類世世代代都知道,有些打結比其他打結更結實。這在航行中很明顯,其中不同類型的打結用於不同的需求。直到現在,還不知道究竟是哪種類型的打結比其他打結更穩定。麻省理工學院的數學家和工程師已經開發出一種數學模型,可以預測打結的穩定性。該模型使用了幾個關鍵屬性,包括交叉點數量以及在將結拉緊時繩索段扭曲的方向。一位研究人員說,打結之間的差異決定了它們是否牢固。
新模型意味著研究者可以查看幾乎相同的兩個打結,並確定哪個更好。該團隊使用了2019年開發的可拉伸纖維,這些纖維會根據應變或壓力而改變顏色。當他們拉動纖維時,該團隊能夠證明其顏色發生了變化,特別是在壓力或壓力最大的區域。研究小組使用這種特殊的纖維打結,包括三葉結和八字形結。他們拍攝了每一根纖維的照片,研究纖維在什麼力道下變色。
研究小組發現,如果一個打結有更多的股線交叉和更多的扭曲波動,它就更強。研究小組稱,如果在一個交叉點處將纖維段向左旋轉,在緊拉一個結時將纖維段向右旋轉,就會產生扭曲波動和相反的摩擦,從而產生力道。算法中的規則允許團隊解釋為什麼一種打結比另一種打結更強。