Was ist digitale Morphogenese?
Der Begriff Morphogenese beschreibt die Entwicklung komplexer Formen und Körper in der Natur durch biologische, chemische und physikalische Einflüsse. Die Simulation derselben Prozesse auf einem Computer durch die Erzeugung solch komplexer Muster durch Berechnung wird als digitale Morphogenese bezeichnet. Es ist ein sehr breites akademisches Forschungsfeld, das sich über viele Disziplinen erstreckt, wie zum Beispiel Biologie und Physik sowie Kunst und Mathematik.
Der Hauptgrund, warum ich darüber schreibe, besteht darin, mehr Aufmerksamkeit auf die faszinierenden Ergebnisse zu lenken, die bei der Anwendung von Berechnungen auf ein so großes interdisziplinäres Gebiet, insbesondere die Biologie, entstehen können. Das Mysterium um komplexe natürliche Muster hat mich schon immer fasziniert, da es eine so präzise Schönheit umfasst. In der Architektur oder Kunst angewendet, kann die Verwendung der Morphogenese wunderbare Werke hervorbringen.
Bitte nehmen Sie diesen Artikel nur als Ausgangspunkt für eine eingehendere Untersuchung der digitalen Morphogenese. Alles, was hier geschrieben wird, stammt aus dem Repositorium „morphogenesis-resources“ sowie dem Paper „Evolving digital morphogenesis“ von Daniel Davis, beide unten im Anhang verlinkt. Dieser Text soll nur eine kleine Einführung mit einigen Beispielen sein. Okay, genug geredet, schauen wir uns einige an!
Reagieren-Diffusion
Basierend auf chemischen Reaktionen dreht sich dieses Muster um zwei Chemikalien, die durch ein Medium diffundieren und miteinander reagieren.
Weltraumkolonisierung
Verfahren zum iterativ wachsenden Netzwerk von verzweigten Linien basierend auf der Verteilung von Wachstumshormonquellen (genannt "Auxin"-Quellen), von denen die Linien angezogen werden.
Fraktale
Fraktale sind wahrscheinlich den meisten Menschen bekannt und beschreiben ein sich unendlich entwickelndes Muster, das durch Rekursion erzeugt wird. Echte unendliche Fraktale sind in der Natur aufgrund physikalischer Einschränkungen nicht möglich, aber fraktale Merkmale sind an vielen Stellen zu beobachten, zum Beispiel Baumverzweigungen, Blitze oder Nautilusschalen, um nur einige zu nennen.
Goldener Schnitt
Ein sehr berühmtes Muster, das meist mit natürlicher Schönheit und Harmonie in Verbindung gebracht wird. Nach der Definition von Wikipedia liegen in der Mathematik zwei Größen im Goldenen Schnitt, wenn ihr Verhältnis gleich dem Verhältnis ihrer Summe zur größeren der beiden Größen ist.
Seltsamer Attraktor
Was ist ein Attraktor? Noch einmal ein Stichwort aus Wikipedia: Im mathematischen Bereich dynamischer Systeme ist ein Attraktor eine Menge numerischer Werte, zu denen sich ein System für eine Vielzahl von Startbedingungen des Systems entwickelt. Systemwerte, die nahe genug an die Attraktorwerte herankommen, bleiben auch bei leichten Störungen nahe. Und wenn ein Attraktor eine fraktale Struktur enthält, wird er als seltsamer Attraktor bezeichnet.
Nächste Schritte
Das ist ein kurzer Überblick über einige Formen und Körper, die durch die digitale Morphogenese definiert wurden. Nicht nur die Formen sind komplex, sondern auch das gesamte Feld mit seinen vielen Unterkategorien und interdisziplinären Aspekten. Ich hoffe, Sie sind jetzt neugierig, mehr zu erkunden, denn das werde ich tun. Zukünftige Artikel werden sich mehr auf bestimmte Komponenten der digitalen Morphogenese konzentrieren und wahrscheinlich darauf, wie sie zur Verbesserung von Animationen oder UX für Webanwendungen verwendet werden können, da dies immer noch mein Hauptarbeitsbereich ist.
- Tom
