Prírodou inšpirované algoritmy

Fraktálové Bubny

Membrána natiahnutá po obvode fraktálu (ohraničujúca krivka pre tvar na obrázku má dimenziu Log(8)/Log(4) = 3/2) bola zvukovo vybudená a výsledné formy sledované na poprašku na membráne a priečne osvetlené laserom. Sapoval sledoval formy, ktoré sa nachádzali v ohraničených oblastiach A, B, C, D. Naozaj, pozorným premiestňovaním zvukového zdroja, bol Sapoval schopný vybudiť každú časť osobitne. Bežne známe bubny sa takto ale nechovajú. Prekvapujúco, každá časť dokázala rozvibrovať celú membránu.

Prečo sú fraktálové bubny tak rozdielne?

Sapoval ukázal, že regulované ovládanie vlnenia viedlo k veľmi veľkým amplitúdam vo vnútorných rohoch, ako napríklad bod k na obrázku. Tieto obrovské amplitúdové rozsahy tvorili postupnosť obrovských vibračných amplitúd, ktoré inteferovali s ďalšími. Toto zvyšovalo rozptyl na veľké vzdialenosti, takže fraktálové bubny vytvárali veľmi silný útlm. Toto nám dáva možnosť použitia v rôznych oblastiach, kde fraktálové bubny vytvoria veľmi silne tlmenie.

Ako vysvetliť lokálne chvenia fraktálového bubna?

Úžina "hrdlo" spomaľuje vlnenie z A do B, a silné tlmenie absorbuje vlnu skôr, než sa rozšíri. Zobrazenie takého módu je na obrázku.

Touto prácou Sapoval potvrdil mechanizmus tvoriaci fraktálové pobrežné obrysy. Veľmi malé výhody pobrežných pásiem spôsobovali víri už aj pri nízkych rýchlostiach.

Sapoval usúdil:

"Dôvod, prečo fraktálové obrysy pobreží existujú je správny, pretože sú najlepším tlmičom vĺn. Pritom ako pobrežie tlmí vlny, je aj erózia tohto pobrežia menšia. Pobrežia a erózia sú tak v rovnováhe."

A naozaj, fraktálový charakter pobreží je najefektívnejším faktorom pri tlmení vĺn, takže postupujúca vlna nie je schopná výrazne zmeniť tvar pobrežia.