অনেক বছর ধরে নম্র রশ্মি-পাখনাযুক্ত মাছ বিজ্ঞানী এবং সমুদ্র প্রেমীদের উভয়কেই বিস্মিত করতে থামে না।
তাদের কৌণিক আকৃতি সত্ত্বেও, তারা আশ্চর্যজনক তত্পরতার সাথে সাঁতার কাটে, গবেষকরা কীভাবে এটি করে তা নিয়ে বিভ্রান্ত হয়ে পড়ে। আরও কী, এগুলি খুব আকর্ষণীয়: মোটা ঠোঁট এবং ঘন আকৃতির দেহ, উজ্জ্বল, নজরকাড়া প্যাটার্নে আঁকা – পোলকা বিন্দু, স্ট্রাইপ এবং আরও অনেক কিছু।
থেকে গবেষকরা কলোরাডো বোল্ডার বিশ্ববিদ্যালয় আমি অস্ট্রেলিয়ান আরাকানা অর্নাটার আঁকা শরীরে দাগ, স্ট্রাইপ এবং ষড়ভুজগুলিতে বিশেষভাবে আগ্রহী। তারা আবিষ্কার করেছিল যে তার ত্বকের এই সমস্ত নিদর্শনগুলি গত শতাব্দীর মাঝামাঝি সময়ে আধুনিক কম্পিউটিংয়ের জনক হিসাবে বিবেচিত অ্যালান টুরিং দ্বারা তৈরি তত্ত্ব ব্যবহার করে গাণিতিকভাবে বর্ণনা এবং পুনরুত্পাদন করা যেতে পারে।
একটি গাণিতিক মডেল যা প্রাকৃতিক শস্য এবং অন্যান্য “অসম্পূর্ণতা” সহ পেইন্ট বডির প্যাটার্নের এমনকি ক্ষুদ্রতম বিবরণকেও সঠিকভাবে পুনরুত্পাদন করে ম্যাগাজিনে উপস্থাপন করা হয়েছে। সমস্যা. এটি বিজ্ঞানীদের বোঝার কাছাকাছি নিয়ে আসে যে কীভাবে প্রকৃতিতে মাছ এবং অন্যান্য জীবন্ত প্রাণীর ত্বকে এই ধরনের জটিল নিদর্শন তৈরি হয়, ব্যাখ্যা করেছেন রাসায়নিক প্রকৌশলী অঙ্কুর গুপ্ত, লেখকদের একজন।
“এটি কঠোর গাণিতিক মডেল এবং বাস্তব বিশ্বের বিশৃঙ্খল, প্রাণবন্ত সৌন্দর্যের মধ্যে ব্যবধান দূর করতে সাহায্য করে,” তিনি বলেছিলেন।
এই জ্ঞান ছদ্মবেশী কাপড় তৈরি করতে সাহায্য করতে পারে যা প্রাকৃতিক রঙের অনুকরণ করে বা নরম রোবটগুলির বিকাশের প্রচার করে যা অনমনীয় কাঠামোর পরিবর্তে নমনীয় উপকরণ ব্যবহার করে।
70 বছর আগে উন্নত ধারণা
এই গবেষণাটি একটি তাত্ত্বিক মডেল তৈরি করে যা টিউরিং 1952 সালে প্রকাশ করেছিলেন। এটি দুটি প্রক্রিয়ার মিথস্ক্রিয়ার উপর ভিত্তি করে তৈরি করা হয়েছে: প্রসারণ, যখন কণাগুলি সমস্ত উপলব্ধ স্থান সমানভাবে পূরণ করার চেষ্টা করে এবং তাদের মধ্যে রাসায়নিক বিক্রিয়া।
সাধারণত, প্রসারণ অভিন্নতার দিকে পরিচালিত করে – উদাহরণস্বরূপ, আপনি যদি জলে পেইন্ট ফেলে দেন তবে এটি ধীরে ধীরে একটি রঙের সমাধান তৈরি করবে। কিন্তু টুরিং দেখিয়েছিলেন যে, কিছু নির্দিষ্ট অবস্থার অধীনে, প্রসারণ এবং রাসায়নিক বিক্রিয়ার সংমিশ্রণ, বিপরীতে, স্বতঃস্ফূর্তভাবে সাজানো কাঠামো তৈরি করতে পারে: স্ট্রাইপ, দাগ এবং অন্যান্য নিদর্শন। এগুলো পরবর্তীতে টুরিং মডেল হিসেবে পরিচিতি পায়।
এই নিদর্শনগুলির পিছনের গণিতগুলি ব্যাখ্যা করতে সাহায্য করে যে কীভাবে প্রকৃতি চিতাবাঘের দাগ, মলাস্কের খোসার উপর বক্ররেখা এবং অন্যান্য অনেক জৈবিক নিদর্শন আঁকে। একই মডেল মানুষের আঙুলের ছাপের গঠন, নীচে বালির ঢেউয়ের প্যাটার্ন এবং ছায়াপথগুলিতে পদার্থের বন্টন বর্ণনা করে।
কম্পিউটার প্রোগ্রাম যেগুলি প্রসারণ এবং প্রতিক্রিয়া প্রক্রিয়া অনুকরণ করে কিছু জৈবিক মডেল পুনরুত্পাদন করতে পারে। কিন্তু গুপ্তের মতে, প্রকৃতির অন্তর্নিহিত রুক্ষতা – ফল্ট লাইন, অসম পুরুত্ব বা দানা ছাড়াই তাদের ফলাফলগুলি প্রায়শই খুব নির্বীজ এবং নিখুঁত দেখায়। এমনকি তাদের নিজস্ব মডেল, যা শরীরের ত্বকে রঙ্গক কোষের আচরণকে অনুকরণ করে, প্রাথমিকভাবে অস্পষ্ট, অস্পষ্ট নিদর্শন তৈরি করে।
“ডিফিউশন সিস্টেমগুলি সহজাতভাবে ঝাপসা হতে থাকে,” গুপ্ত বলেছেন। “তাহলে প্রকৃতি কীভাবে স্পষ্ট নিদর্শন তৈরি করে?”
2023 সালে, গুপ্তার একজন ছাত্র মডেলটিতে একটি ভিন্ন ধরনের সেল মুভমেন্ট যোগ করে একটি সমাধান খুঁজে পেয়েছেন। গবেষকের মতে, তরলের কোষগুলি একসাথে জমাট বাঁধতে পারে এবং একসাথে চলতে পারে, অন্যান্য বিচ্ছুরণকারী কণার প্রবাহে ভেসে যেতে পারে। এই প্রক্রিয়াটি, যাকে ডিফিউশন বলা হয়, একই প্রক্রিয়া যা সাবানকে ধোয়ার সময় কাপড় থেকে ময়লা বের করে দেয়।
এর জন্য ধন্যবাদ, গাড়ির শরীরের ত্বকে সিমুলেটেড নিদর্শনগুলি আরও স্পষ্ট এবং আরও অভিব্যক্তিপূর্ণ হয়ে উঠেছে। এবং তাদের প্রাকৃতিক অসম্পূর্ণতা যোগ করার জন্য, পৃথক কোষের মধ্যে এলোমেলো সংঘর্ষ বিবেচনা করে মডেলটি জটিল ছিল।
এবং নিদর্শনগুলির সাথে, অনুরূপ “ত্রুটি”ও উপস্থিত হয়: স্ট্রাইপগুলি অসমভাবে পুরু হয়ে যায়, স্থানে বিরতি সহ; ষড়ভুজের প্রান্তগুলি জায়গায় মিলিত হয় না এবং বাঁকানো বা গলদা দেখায়; ষড়ভুজের ভিতরের বিন্দুগুলি একসাথে প্রসারিত বা একত্রিত হয়। সর্বোত্তম অংশ হল এই ত্রুটিগুলির ডিগ্রি সামঞ্জস্য করা যেতে পারে।
বাস্তবতার একটি সরলীকৃত সংস্করণ
লেখকরা স্বীকার করেছেন যে তাদের মডেল বাস্তবতার একটি সরলীকৃত সংস্করণ। এটি কোষগুলির মধ্যে আরও জটিল মিথস্ক্রিয়াকে বিবেচনা করে না এবং টুরিংয়ের মূল মডেলের মতো, রঙ্গক উত্পাদনের নির্দিষ্ট জৈবিক প্রক্রিয়া প্রকাশ করে না।
যাইহোক, টুরিং-এর মডেল ভিত্তি স্থাপন করেছিল, যা বিজ্ঞানীদের অনেক ব্যবহারিক উদ্দেশ্যে মডেল গঠনকে কাজে লাগাতে দেয়। গবেষকরা ক্রমবর্ধমান ই. কোলি উপনিবেশে নিদর্শন তৈরি করতে, জেব্রাফিশের স্ট্রাইপগুলি পরিবর্তন করতে, আরও দক্ষ সামুদ্রিক জলের ফিল্টার তৈরি করতে এবং এমনকি মানুষের বসতি স্থাপনের ধরণগুলি বুঝতে এটি ব্যবহার করেছেন।
“প্রকৃতি কীভাবে এটি করে তা আমরা অধ্যয়ন করি যাতে আমরা পরে এটিকে প্রতিলিপি করতে পারি,” গুপ্ত বলেন, যাইহোক, আমরা যে প্রাথমিকভাবে সাধারণ বৈজ্ঞানিক কৌতূহল দ্বারা অনুপ্রাণিত হয়েছি তা গোপন করেনি। তিনি বুঝতে আগ্রহী যে প্রকৃতি কীভাবে “অস্বাভাবিক কিন্তু অনন্য নিদর্শন তৈরি করে যা জীববিজ্ঞানীদের কয়েক দশক ধরে মুগ্ধ করেছে।”