Morphogenèse numérique

Le domaine interdisciplinaire des motifs naturels en calcul numérique

Qu'est-ce que la morphogenèse numérique

Le terme morphogenèse décrit comment les formes et les corps complexes évoluent dans la nature par des influences biologiques, chimiques et physiques. Simuler ces mêmes processus sur un ordinateur en générant de tels modèles complexes par calcul est appelé morphogenèse numérique. C'est un domaine de recherche académique très large qui couvre de nombreuses disciplines, telles que la biologie et la physique ainsi que l'art et les mathématiques, par exemple.

La principale raison pour laquelle j'écris à ce sujet est d'attirer plus d'attention sur les résultats fascinants qui peuvent émerger lorsque l'on applique le calcul à un domaine interdisciplinaire aussi vaste, en particulier la biologie. Le mystère autour des motifs naturels complexes m'a toujours fasciné tant il comprend une beauté si précise. Appliquée à l'architecture ou à l'art, l'utilisation de la morphogenèse peut donner lieu à des œuvres merveilleuses.

Veuillez prendre cet article uniquement comme point de départ pour une exploration plus approfondie de la morphogenèse numérique. Tout ce qui est écrit ici est tiré du référentiel « morphogenèse-ressources » ainsi que de l'article « Evolving digital morphogenèse » de Daniel Davis, tous deux liés ci-dessous dans l'addendum. Ce texte ne vise qu'une petite introduction avec quelques exemples. Bon, assez parlé, jetons un coup d'œil à quelques-uns!

Réagir-diffusion

Basé sur des réactions chimiques, ce modèle s'articule autour de deux produits chimiques lorsqu'ils diffusent à travers un milieu et réagissent les uns avec les autres.

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La colonisation spatiale

Procédé de croissance itérative de réseaux de ramifications basé sur la répartition des sources d'hormones de croissance (appelées sources "auxine") vers lesquelles les lignées sont attirées.

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Fractales

Probablement connues de la plupart des gens, les fractales décrivent un modèle en évolution infinie qui est généré par récursivité. Les véritables fractales infinies ne sont pas possibles dans la nature en raison de limitations physiques, mais les caractéristiques fractales sont observables dans de nombreux endroits, par exemple les structures arborescentes, les éclairs ou les coquilles de nautile, pour n'en nommer que quelques-uns.

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nombre d'or

Un motif très célèbre et principalement associé à la beauté et à l'harmonie naturelles. En prenant la définition de Wikipédia, en mathématiques, deux quantités sont dans le nombre d'or si leur rapport est le même que le rapport de leur somme à la plus grande des deux quantités.

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Attracteur étrange

Qu'est-ce qu'un attracteur ? En s'inspirant une fois de plus de Wikipédia : Dans le domaine mathématique des systèmes dynamiques, un attracteur est un ensemble de valeurs numériques vers lesquelles un système tend à évoluer, pour une grande variété de conditions de départ du système. Les valeurs du système qui se rapprochent suffisamment des valeurs de l'attracteur restent proches même si elles sont légèrement perturbées. Et si un attracteur contient une structure fractale, on l'appelle un attracteur étrange.

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Prochaines étapes

C'est un aperçu rapide de certaines formes et corps définis par la morphogenèse numérique. Non seulement les formes sont complexes, mais l'ensemble du domaine l'est aussi avec ses nombreuses sous-catégories et ses aspects interdisciplinaires. J'espère que vous êtes maintenant curieux d'explorer davantage, car c'est ce que je vais faire. Les prochains articles se concentreront davantage sur des composants spécifiques de la morphogenèse numérique et probablement sur la façon dont ils peuvent être utilisés pour améliorer les animations ou l'UX pour les applications Web, car c'est toujours mon domaine de travail principal.

  • Tom