La théorie du chaos est présentée à un nouveau public à travers des créations de bijoux influencées par des entités mathématiques connues sous le nom d'attracteurs étranges.
La nature désordonnée du chaos régit également un nuage de fumée ou le barattage des vagues de l'océan. En créant des bijoux basés sur une description mathématique du chaos, Eleonora Bilotta et son équipe ont découvert un moyen d'empêcher les systèmes chaotiques de se déplacer à leur vitesse effrénée habituelle. Bilotta, professeur de psychologie interdisciplinaire à l'Université de Calabre en Italie, pense que les non-experts trouveront également quelque chose d'attrayant dans les formes de bijoux en tourbillon inspirées par ce type de cartographie chaotique. Ce type de cartographie chaotique a de nombreux rôles pratiques, notamment le développement de modèles informatiques pour les prévisions météorologiques et la conception de réseaux de neurones.
Qu'est-ce que la théorie du chaos ?
Il s'agit essentiellement de l'étude de systèmes très sensibles aux conditions initiales telles que la théorie du chaos, la météo et les marchés financiers. Edward Lorenz, qui a développé la théorie contemporaine du chaos, a comparé cette réponse apparemment imprévisible à l'effet que les ailes d'un papillon peuvent avoir sur un ouragan lointain en 1972. En d'autres termes, une petite modification apportée à un système peut avoir un impact important et imprévisible.
Comportement d'un système chaotique
Bien que le comportement d'un système chaotique puisse sembler inattendu, il est parfois caractérisé par un "attracteur étrange", un arrangement complexe de points qui montre comment le système évolue dans l'espace des phases. Les attracteurs bizarres ressemblent souvent à des brins pliés avec de nombreuses voies évolutives différentes, telles que des fils.
Alors que le chaos servait de modèle pour le comportement humain, y compris le contrôle émotionnel et les relations interpersonnelles, Bilotta a d'abord été fasciné par le chaos. Mais en 2005, un tournant dans son intérêt a été lorsque Leon Chua, chercheur renommé sur le chaos et professeur émérite de génie électrique à l'Université de Californie à Berkeley, l'a encouragé, lui et ses collègues, à créer de la musique basée sur ses recherches avec des attracteurs étranges.
Selon Bilotta, après avoir analysé les attracteurs qui existaient à l'époque, nous avons exploré l'espace des paramètres de ces systèmes et découvert qu'un grand nombre de définitions étaient possibles. Cela nous a permis d'explorer l'espace du chaos et de construire un ensemble d'outils préliminaires. Dans une étude récente, Bilotta et ses collègues décrivent des moyens de tirer parti de l'impression 3D et de la fabrication métallique pour transférer le mouvement des systèmes chaotiques du monde virtuel au monde physique.
L'équipe a commencé par examiner le circuit de Chua, nommé d'après une expérience de laboratoire qu'il a construite en 1983 en utilisant des pièces ordinaires comme des condensateurs et une diode spéciale. Ce dispositif simple, lorsqu'il est activé, présente un chaos sous la forme d'oscillations de courant erratiques. Une grande variété d'attracteurs étranges qui dépendent des paramètres du circuit sont révélés en mappant le courant à la tension.
Études de conception chaotique
Bilotta affirme qu'au cours de leurs 20 années de recherche sur le chaos, lui et son équipe ont trouvé plus de 1000 XNUMX attracteurs distinctifs pour le circuit de Chua. Les études récentes sur le design chaotique s'inspirent en partie de la diversité de ces types attrayants. Bilotta, qui a développé une nouvelle méthode pour créer des formes distinctives à l'aide de la modélisation informatique, pense que cela pourrait aider plus de gens à apprécier la beauté du chaos.
Selon Bilotta, il est plus facile à dire qu'à faire de transformer une entité simulée mathématiquement en un objet tridimensionnel dans le monde réel. En raison de leur nature fractale, les attracteurs chaotiques ont des détails élaborés qui deviennent visibles à des échelles de longueur plus petites. De plus, les courbes mathématiques peuvent parfois être si proches du chevauchement qu'il peut être difficile de les simuler dans un modèle 3D.
Pour surmonter ces défis, l'équipe a dû aplanir certaines des complexités pour simplifier la représentation physique des attracteurs et produire les attracteurs pour l'impression. L'équipe a utilisé les outils de conception pour développer des modèles informatiques des tracteurs simplifiés et a modifié certains paramètres pour les rendre plus esthétiques. Après avoir terminé une conception, les chercheurs ont utilisé l'impression 3D pour produire un modèle en résine, qui est ensuite utilisé comme moule pour mouler les bijoux. En plus des attracteurs de Chua, les chercheurs ont créé des modèles du papillon de Lorenz ainsi que d'autres attracteurs chaotiques bien connus.
Selon Bilotta, ces simulations informatiques pourraient offrir aux scientifiques une nouvelle façon d'étudier les propriétés de ces attracteurs. Bilotta espère également que ces bijoux inspireront les étudiants et les non-artistes à mieux comprendre les idées derrière l'art. Selon Bilotta, l'étude des concepts mathématiques et philosophiques concernant la nature du monde et les possibilités infinies qui existent en son sein est là où réside la beauté du chaos.
Bilotta et ses collègues prévoient de poursuivre leurs recherches sur l'utilisation de l'IA dans la modélisation pour trouver de nouveaux attracteurs chaotiques imprévisibles. Ils veulent également exposer ces bijoux dans les musées des sciences et des arts afin que les gens puissent les toucher et peut-être même en acheter un pour eux-mêmes. Selon Bilotta, cela permettra non seulement de mettre en valeur notre travail, mais aussi d'encourager et d'informer le public sur le potentiel de ce sujet de pointe.
Bilotta et ses collègues prévoient de poursuivre leurs recherches sur l'utilisation de l'IA dans la modélisation pour trouver de nouveaux attracteurs chaotiques imprévisibles. Ils veulent également exposer ces bijoux dans les musées des sciences et des arts afin que les gens puissent les toucher et peut-être même en acheter un pour eux-mêmes. Selon Bilotta, cela permettra non seulement de mettre en valeur notre travail, mais aussi d'encourager et d'informer le public sur le potentiel de ce sujet de pointe.
Source : physics.aps.org/articles/v16/32
📩 06/03/2023 15:34