人工物質の立体構造変化における非線形ダイナミクスとカオス

Jason Z. Kim;...;Dani S. Bassett(2022.3, Phys. Rev. X )[Nonlinear Dynamics and Chaos in Conformational Changes of Mechanical Metamaterials]

理由

これも確かラボSlackに流れてきたやつ

概要

酵素結合からロボットの把持まで、多くの力学系の機能はそれらの要素の大きく協調した動きに依存する。構成要素(ノード)間の力を伝達するリンク(エッジ)の形成における物理的相互作用のネットワークから生じるこのような動きは、既知のネットワークで多くモデル化されてきた。しかしながら、新しいネットワークにおける性格な動きの原則に基づいた設計は、相互作用の数や非線形性によって困難である。ここでは、力学系理論の概念を用いて、かなり非線形な動きを設計する単純だが強力な枠組みを考案する。小さなネットワーク単位がノードのペアをまたぐ距離間の1次元のマップとして機能することが示された。そして、このマップの反復としての組み合わせ単位の振る舞いを示す。マップのアトラクターと、組み合わせた単位のネットワークにおける形と折り畳み配列に対するそれらの安定性を結びつけることで、カオスへの力学的かつゲート的、倍周期の道筋のような任意の複雑なマクロの形、形間の正確な折りたたみ配列、そして外的なネットワークの振る舞い間で正確に協調した動きを設計した。さらに、シャルコフスキーの定理 の結果として正整数周期の格子を形成する組み合わせの3サイクルの単位を構成した。最後に物理ネットワークを構成し、結合可塑性の効果を解析して枠組みの可能性と汎用性を示す。形の変化と折りたたみ配列の正確な設計により、メタマテリアルにおける将来の研究の方向性を決め、ロボット工学などの多くの応用のための最小モデルとして理想的である。

雑記

面白そうなFigureがたくさん