Program linier, model matematika, menentukan nilai optimum, metode garis selidik, metode uji titik
Garis-garis adalah hal biasa dalam hidup kita. Ini adalah pola yang sangat mendasar, dan mudah diterima begitu saja.
Sebagai ahli matematika terapan yang mempelajari bagaimana pola terbentuk di alam, saya kagum dengan pola bergaris yang dipakai ikan zebra di seluruh tubuh dan siripnya.
Lihatlah lebih dekat pada garis-garis hitam dan emas ikan zebra, dan Anda akan melihat sel-sel pigmen berwarna berbeda, puluhan ribu di antaranya. Saya suka membayangkan sel-sel ini ketika orang-orang berjalan di ruangan yang penuh sesak: Sama seperti kita, sel-sel bergerak dan berinteraksi dengan tetangga mereka. Garis-garis muncul karena sel-sel sangat hati-hati menginstruksikan dan memberi sinyal satu sama lain tentang bagaimana berperilaku. Mereka bahkan "berjabatan tangan" dalam beberapa hal dengan menjangkau sel-sel yang jauh.
Dari perspektif matematika, garis-garis ikan zebra jatuh ke bidang pengorganisasian diri, sebuah fenomena di mana individu berinteraksi untuk menghasilkan beberapa pola yang jauh lebih besar daripada individu mana pun, tanpa arah eksternal. Kawanan burung dan ikan yang bersekolah juga merupakan contoh pengaturan diri di alam. Tidak ada seorang pun di megafon yang memanggil arah sehingga burung berkumpul atau sel-sel pigmen menghasilkan garis-garis ikan, namun yang luar biasa, mereka berdua mengatur diri mereka sendiri untuk membuat pola.
Lihat juga: Para Ilmuwan Mencoret Satu Penjelasan Bersaing Untuk Mengapa Zebra Memiliki Garis
Sampai baru-baru ini, komunitas penelitian berpikir hanya dua jenis sel yang terlibat dalam garis-garis ikan zebra: garis-garis hitam dan emas, sehingga sel-sel hitam dan emas. Namun, percobaan menunjukkan bahwa tipe ketiga sel pigmen - iridofor biru dan perak - sangat penting untuk pembentukan pola. Hapus dari kulit, dan ikan zebra memiliki bintik-bintik!
Jadi bagaimana ribuan sel berwarna berbeda pada zebrafish yang tumbuh bekerja bersama untuk secara konsisten membentuk garis-garis? Untuk membantu menjawab pertanyaan ini, saya mengembangkan model matematika bekerja sama dengan profesor matematika terapan Bjorn Sandstede. Dalam model kami, sel pigmen diwarnai titik-titik berwarna mengikuti aturan dan persamaan yang ditentukan untuk bagaimana mereka bergerak, berinteraksi, dan mengubah warna mereka. Sel dengan warna berbeda berperilaku dengan cara berbeda. Ada banyak pertanyaan tentang ikan zebra, jadi kami memutuskan untuk fokus pada pendatang baru di lokasi: sel-sel biru dan perak yang sial itu.
Matematika menawarkan perspektif yang berbeda dari eksperimen biologis pada ikan. Ahli biologi dapat mengamati bagaimana sel berperilaku, tetapi lebih sulit untuk menyimpulkan sinyal di balik perilaku mereka. Dengan menggunakan model matematika, kami dapat menguji banyak kemungkinan interaksi sel yang berbeda dan menyarankan mana yang benar-benar dapat menjelaskan perilaku yang diamati oleh para ahli biologi. Ahli biologi kemudian dapat menguji prediksi kami pada ikan sungguhan.
Model kami menunjukkan ada beberapa sinyal di tempat kerja yang menginstruksikan sel-sel perak dan biru pada kulit ikan. Semua sinyal ini berlebihan. Beberapa isyarat adalah semua instruksi yang dibutuhkan sel di dunia yang sempurna, tetapi dunia ini tidak sempurna. Sebagai contoh, kami berpikir bahwa sel-sel hitam di dekatnya memberi sinyal iridofor untuk mengubah kerapatan dan warnanya. Tetapi jika tidak ada sel hitam di sekitar untuk mengirimkan sinyal itu, sel emas yang jauh dapat mengisi dan memberikan instruksi yang sama.
Lihat juga: Video Seks Anglerfish Laut Dalam Pertama Kali Membuat Misionaris Terlihat Mencolok
Anda dapat memikirkan sinyal-sinyal yang berlebihan ini seperti sekelompok jam alarm yang berbeda. Jika Anda memiliki rapat penting di pagi hari, Anda dapat mengatur jam alarm, meletakkan pemberitahuan di ponsel Anda dan meminta panggilan untuk bangun. Semua redundansi itu berarti bahwa Anda mungkin akan mendapatkan banyak isyarat untuk bangun. Tetapi jika ponsel Anda mati atau meja depan lupa menelepon, itu juga berarti Anda masih bisa menghadiri rapat tepat waktu. Redundansi memastikan hasil yang diinginkan, bahkan jika satu sinyal gagal.
Ide yang sama mungkin bekerja di ikan zebra. Model kami menunjukkan bahwa sel-sel berwarna berbeda terus-menerus saling mengajar. Ini memastikan bahwa iridofor biru dan perak dihantam dengan petunjuk dari semua pihak tentang cara berperilaku. Karena ada beberapa sinyal, kegagalan sesekali tidak mengganggu pola terlalu banyak. Hasilnya: garis-garis yang dapat diandalkan.
Mengapa ini penting? Gen ikan zebra secara mengejutkan mirip dengan gen manusia. Dengan memahami bagaimana sel-sel pigmen berinteraksi dalam ikan zebra normal dan bermutasi, para peneliti mungkin dapat mulai menghubungkan gen dengan fungsinya.
Kisah tentang bagaimana pola zebra terbentuk belum selesai. Namun, untuk saat ini, saat berikutnya Anda melihat ikan bergaris, pertimbangkan untuk berhenti sejenak untuk mengenali semua sel pigmen kerja yang dimasukkan ke dalam pembuatan pola itu. Garis-garis yang dapat diandalkan itu sangat menakjubkan.
Artikel ini awalnya diterbitkan di The Conversation oleh Alexandria Volkening. Baca artikel asli di sini.
Tesla Model 3: Elon Musk Menjelaskan Mengapa Mobil $ 35.000 Tidak Memiliki Tanggal Rilis
Versi termurah dari Tesla Model 3 sedang dalam perjalanan, CEO Elon Musk meyakinkan pemirsa selama wawancara yang disiarkan hari Minggu. Perusahaan berjanji untuk memperkenalkan versi $ 35.000 kendaraan listrik, tetapi hampir 18 bulan setelah Model 3 pertama mulai pengiriman, label harga masih belum ditemukan.
Buruk di Matematika? Wawancara Dengan Anak-Anak Menunjukkan Efek Melumpuhkan Kecemasan Matematika
Siapa pun yang berpikir mereka buruk dalam matematika tahu bahwa kecemasan matematika adalah kondisi nyata yang dapat membuat tugas matematika sederhana merasa stres. Dalam sebuah laporan baru, para ilmuwan di 'University of Cambridge' menyarankan agar mengambil korban lebih besar dari yang kita yakini sebelumnya.
Orangtua yang Cemas Matematika Mengembangbiakan Anak Cemas Matematika
Jika matematika membuat orang tua Anda ketakutan, jangan minta mereka membantu pekerjaan rumah Anda. Penelitian baru dari University of Chicago yang diterbitkan dalam jurnal Psychological Science menunjukkan bahwa orang tua yang cemas matematika meneruskan stres itu kepada anak-anak mereka ketika mereka mencoba membantu pekerjaan rumah. Orang tua didorong untuk aktif dalam ...