हे शोधण्यासाठी, शास्त्रज्ञांनी 10 पोळ्यांमधून इमेजिंग डेटा गोळा केला ज्यांच्या मधमाशांनी षटकोनी फ्रेमवर बांधलेल्या मधमाशांमध्ये मुद्दाम त्रुटी होत्या.
अगणित मधमाश्यांनी बनवलेला मेणाचा पोळा वसाहतीच्या अस्तित्वासाठी खूप महत्त्वाचा आहे. याव्यतिरिक्त, मेण खूप महाग असल्याने, त्यांना मधाच्या पोळ्यामध्ये साठवण्यासाठी मेणाचे प्रमाण कमी करणे आवश्यक आहे - अर्धा किलोपेक्षा कमी मेण उत्सर्जित करण्यासाठी मधमाशांनी सुमारे चार किलो मध वापरला पाहिजे. हनीकॉम्बच्या षटकोनींच्या नैसर्गिक टेसेलेशनमुळे साठवण क्षमतेच्या प्रति युनिट सीमेची लांबी कमी होते. तथापि, जेव्हा मधमाश्या आधीपासून अस्तित्वात असलेल्या झाडाच्या छिद्रांमध्ये घरटे बांधतात तेव्हा त्यांना भौमितिक मर्यादांमुळे विविध आकार आणि आकारांच्या पेशींचे मिश्रण करावे लागते, परिणामी मधाच्या पोळ्यामध्ये अनियमित षटकोनी आणि टोपोलॉजिकल दोष निर्माण होतात.
भौमितिक मर्यादांसह मधाच्या पोळ्यांच्या निर्मितीवर नियंत्रण ठेवणारी यंत्रणा अद्याप अज्ञात आहे.
कोलोरॅडो बोल्डर विद्यापीठातील डॉक्टरेटचे विद्यार्थी गोलनार घरूनी फर्ड यांनी जैवभौतिकशास्त्रज्ञ ओरिट पेलेग आणि एरोस्पेस अभियंता फ्रान्सिस्को लोपेझ जिमेनेझ यांच्या देखरेखीखाली मधमाश्या या नैसर्गिक वातावरणाशी कसे जुळवून घेतात याचा अभ्यास केला.
घरूनी फर्डने प्रायोगिक फ्रेमवर्क तयार करण्यासाठी त्रि-आयामी छपाईचा वापर केला जो षटकोनी जाळीवर (टिल्ट अँगल (ए) आणि क्षैतिज आणि उभ्या अक्षांमध्ये ऑफसेट (एल आणि एच) लागू केलेल्या निराशेच्या भौमितिक स्त्रोतांवर अचूकपणे नियंत्रण ठेवतो, जसे की पहिल्यामध्ये दाखवले आहे. खालील आकृती. हे भूमितीय मर्यादांची नक्कल करण्यासाठी केले गेले. याने फ्रेमवर्कच्या स्पष्टपणे परिभाषित केलेल्या अंतराच्या घटकांसाठी मर्यादा जोडल्या आहेत.
या फ्रेम भूमितीमुळे मधमाश्यांना रिक्त जागा भरण्यासाठी षटकोनी पायाचा विस्तार करण्यापासून रोखले.
10 पोळ्यांवर प्रयोगांच्या मालिकेनंतर, संशोधकांनी त्यांच्या पिंजऱ्यातील विसंगतींवर मात करण्यासाठी मधमाशांच्या धोरणांचे मोजमाप केले. घरूनी फरद आणि सहकाऱ्यांनी संपूर्णपणे तयार केलेल्या फ्रेम्सची छायाचित्रे घेतल्यानंतर वैयक्तिक मधाच्या कोशिका ओळखण्यासाठी संगणक दृष्टी तंत्राचा वापर केला. या प्रतिमांच्या सहाय्याने, त्यांनी पोकळीच्या आत बांधलेल्या पेशींच्या आकारांची अनियमितता प्रकट करून, कंगवाची रचना पुनर्रचना केली, खालील आकृतीत दर्शविल्याप्रमाणे. पुनर्रचित कंगवामधील धान्य सीमा आणि ग्राफीनमधील समानतेने प्रेरित होऊन, संशोधकांनी लेनार्ड-जोन्स संभाव्यतेतील काही फरक कमी करणार्‍या ठिकाणी जाळीमध्ये सेल केंद्रे ठेवण्यासाठी क्रिस्टलोग्राफी-आधारित अल्गोरिदम विकसित केला.
संशोधकांनी जाळीच्या आत असलेल्या बिंदूंवर सेल केंद्रे शोधण्यासाठी क्रिस्टलोग्राफी-आधारित दृष्टीकोन तयार केला ज्यामुळे लेनार्ड-जोन्स संभाव्यता कमी केली. हे अल्गोरिदम पुनर्रचित कंगवामधील धान्य सीमा आणि ग्राफीनमधील धान्य सीमा यांच्यातील समानतेच्या आधारावर विकसित केले गेले.
संशोधकांच्या प्रयोगांचे परिणाम आणि मॉडेलच्या अंदाजांनी परिमाणवाचक करार दर्शविला. उदाहरणार्थ, टोपोलॉजिकल दोष (सहा पेक्षा जास्त किंवा कमी शेजारी असलेल्या पेशी) भौमितिक मर्यादांच्या संचामुळे आहेत आणि संशोधकांना दोषांची घनता आणि दोन षटकोनी जाळींच्या झुकाव कोन यांच्यात महत्त्वपूर्ण संबंध आढळला. आश्चर्याची गोष्ट नाही की, पिंजऱ्यांमध्ये उतार नसताना त्रुटी दुर्मिळ होत्या आणि त्यांना जोडण्यासाठी मधमाश्या नियमितपणे नियमित षटकोनी बांधतात.
प्रयोग आणि सिम्युलेशनमधील सुसंगततेने पेशी आणि त्यांच्या वातावरणातील स्थानिक परस्परसंवादामुळे हनीकॉम्ब गोलाकार संरचना समजून घेण्यासाठी क्रिस्टलोग्राफिक साधने वापरण्याचे मूल्य देखील प्रदर्शित केले आहे.
स्रोत: physicstoday.scitation.org/do/10.1063/PT.6.1.20221201a/
Günceleme: 02/12/2022 21:57
टिप्पणी करणारे प्रथम व्हा