Пена часто воспринимается как статический предмет, но недавние исследования показали, что это далеко от истины. Ученые из Пенсильванского университета провели компьютерное моделирование, которое показало, что пузырьки в увлажненной пене продолжают двигаться, исследуя множество возможных форм. Несмотря на это постоянное движение, пена сохраняет свою структуру, что составляет парадокс, который долгое время оставался вне досягаемости традиционной физики.
Пена и искусственный интеллект: неожиданные параллели
«Пена постоянно реорганизуется», — утверждает профессор химической и биомолекулярной инженерии Джон Крокер, соавтор исследования. Интересно, что поведение пены и современные нейросети используют подобные математические принципы. Классический подход описывал пузырьки как стационарные объекты, которые движутся к минимальной энергетической зоне и остаются неподвижными. Тем не менее, реальные наблюдения опровергли эту теорию.
Новые горизонты в понимании адаптивных материалов
Оказавшись в области машинного обучения, исследователи нашли аналогии, которые открывают новые горизонты в науке. Нейросети учатся, самоэффективно настраивая свои параметры, а чрезмерная точность может привести к их хрупкости. Более устойчивыми оказываются модели, работающие в «плоских» зонах пространства решений с множеством одинаково хороших конфигураций.
При рассмотрении пены через эту призму видно, что пузырьки не застревают в глубоких энергетических минимумах, а продолжают перемещаться по широким зонам, где конфигурации являются равноценными. Это открытие может дать новый импульс для разработки адаптивных материалов и улучшить понимание живых структур, таких как клеточный цитоскелет.
Перспективы применения
Работа команды Крокера уже привела к новым подходам к изучению систем, которые должны постоянно адаптироваться, сохраняя свою целостность. Как отмечает Крокер, вопрос о том, почему принципы машинного обучения могут так точно описывать поведение пены, представляет огромный интерес. Ученые уверены, что инструменты, выработанные в этой области, могут найти применение далеко за пределами своих начальных задач, сообщает источник.
