研究终于揭示了鸡蛋形状的古老通用方程

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肯特大学、环境处理研究所和 Vita-Market 有限公司的研究人员发现了一个通用数学公式,可以描述自然界中存在的任何鸟蛋,但这一壮举直到现在还没有成功。

从分析的角度来看,蛋形长期以来一直吸引着数学家、工程师和生物学家的注意。这种形状因其进化而受到高度评价,大到足以孵化胚胎,小到可以以最有效的方式离开身体,一旦放置就不会滚动,结构合理,足以承受重量,是 10,500 年生命的开始从恐龙时代就存活下来的物种。鸡蛋被称为“完美的形状”。

对所有鸡蛋形状的分析使用了四种几何图形:球体、椭圆体、卵形和梨形(圆锥形),其中尚未推导出梨形的数学公式。

为了纠正这个问题,研究人员在卵形公式中引入了一个额外的函数,开发了一个数学模型来适应一种全新的几何形状,该几何形状的特征是球体-椭球演化的最后阶段,它适用于任何鸡蛋几何形状。

这个新的鸡蛋形状通用数学公式基于四个参数:鸡蛋长度、最大宽度、垂直轴的偏移和鸡蛋长度四分之一处的直径。

这个备受追捧的通用公式不仅是了解鸡蛋形状本身,而且是了解其进化方式和原因的重要一步,从而使广泛的生物和技术应用成为可能。

所有基本鸡蛋形状的数学描述已经应用于食品研究、机械工程、农业、生物科学、建筑和航空。例如,该公式可应用于蛋形薄壁容器的工程构造,其强度应比典型的球形容器更坚固。

这个新公式是一个重要的突破,具有多种应用,包括:

对生物对象的科学描述。现在一个鸡蛋可以用数学公式来描述,生物系统学、工艺参数优化、鸡蛋孵化和家禽选择等领域的工作将大大简化。

准确和简单地确定生物对象的物理特性。鸡蛋的外部特性对于开发孵化、加工、储存和分类鸡蛋技术的研究人员和工程师来说至关重要。需要一个简单的识别过程,使用鸡蛋体积、表面积、曲率半径和其他指标来描述鸡蛋的轮廓,该公式提供了这些指标。

未来的生物启发工程。鸡蛋是一种天然生物系统,用于设计工程系统和最先进的技术。蛋形几何图形被用于建筑,如伦敦市政厅的屋顶和小黄瓜,以及建筑,因为它可以以最少的材料消耗承受最大的载荷,现在可以很容易地应用这个公式。

肯特大学遗传学教授兼 PI 的 Darren Griffin 说:“必须对卵形成等生物进化过程进行调查,以进行数学描述,作为进化生物学研究的基础,正如这个公式所证明的那样。这个普遍的公式可以应用于基础学科,尤其是食品和家禽行业,并将推动以鸡蛋为研究对象的进一步研究。”

肯特大学访问研究员迈克尔·罗曼诺夫博士说:“这个数学方程强调了我们对数学和生物学之间某种哲学和谐的理解和欣赏,并从这两者中进一步理解我们的宇宙,在鸡蛋的形状。”

肯特大学前访问研究员 Valeriy Narushin 博士说,他们“期待看到这个公式在各个行业的应用,从艺术到技术,从建筑到农业。这一突破揭示了为什么这种来自不同学科的合作研究是基本的。”

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