ట్యూరింగ్ నమూనాలు – అనేక దశాబ్దాలుగా, శాస్త్రవేత్తలు మరియు జీవశాస్త్రవేత్తలు అభివృద్ధి చెందని కణాల సమూహం నుండి జంతు కోటులలోని మంత్రముగ్ధులను చేసే నమూనాలు ఎలా ఉద్భవిస్తాయో అర్థం చేసుకోవడానికి ప్రయత్నిస్తున్నారు. బ్రిటీష్ గణిత శాస్త్రజ్ఞుడు అలాన్ ట్యూరింగ్ 1950ల ప్రారంభంలో కణాలు మరియు కణజాలం అభివృద్ధి చెందుతున్నప్పుడు, అవి కొన్ని అణువులు లేదా రసాయన ఏజెంట్లను ఉత్పత్తి చేస్తాయి, ఇవి వాటి పరిసరాల్లోకి వ్యాపించి, ఒకదానితో ఒకటి ప్రతిస్పందిస్తాయి మరియు చివరికి నమూనాల కోసం వర్ణద్రవ్యం ఉత్పత్తి చేసే ప్రక్రియను ప్రారంభిస్తాయి.

అదే సమయంలో ఇతర పరస్పర చర్యలు వాటి వ్యాప్తిని నిరోధించగలవు, నమూనాల మధ్య వర్ణద్రవ్యం లేని ఖాళీలను సృష్టించి వాటిని నిర్దిష్ట ప్రాంతాలకు పరిమితం చేస్తాయి. ఈ నమూనాకు ధన్యవాదాలు, ఫలిత నమూనాలను నేడు ట్యూరింగ్ నమూనాలు అని పిలుస్తారు. అయినప్పటికీ, శాస్త్రవేత్తలు ట్యూరింగ్ సూత్రాల ఆధారంగా కంప్యూటర్లలో ఈ నమూనాను అనుకరించినప్పుడు, జీబ్రాస్, చిరుతలు మరియు పాములపై ​​కనిపించే పదునైన రూపురేఖలను నమూనాలు అభివృద్ధి చేయలేదని వారు కనుగొన్నారు.

బదులుగా, మోడల్ అస్పష్టమైన నమూనాలను మాత్రమే అందించింది, వ్యాప్తి పరిమితం కానట్లుగా. అలంకారమైన బాక్స్ ఫిష్ రవాణా దృగ్విషయాల రంగంలో పనిచేస్తున్న జీవ భౌతిక శాస్త్రవేత్తలు మరియు ‘సరైన’ నమూనా ఎందుకు అని గుర్తించడానికి ప్రయత్నిస్తున్న కొంతమంది శాస్త్రవేత్తలు.

బెల్జియన్ ఫిజికల్ కెమిస్ట్రీ ఎక్స్‌పోనెంట్ ఇల్యా ప్రిగోజిన్‌కు 1977 రసాయన శాస్త్ర నోబెల్ బహుమతికి దారితీసింది. ఇప్పుడు, అక్టోబరు 27న మ్యాటర్ జర్నల్‌లో ప్రచురించబడిన కొలరాడో-బౌల్డర్ విశ్వవిద్యాలయం నుండి ఒక అధ్యయనం, పదునైన అంచులతో జంతు కోటు నమూనాలు ఎలా రూపుదిద్దుకుంటాయో కనుగొన్నట్లు నివేదించబడింది.

“ఈ జంతు నమూనాలు చాలా అందంగా ఉన్నా అసంపూర్ణంగా ఎలా ఉన్నాయి? మేము సమాధానం చెప్పాలనుకుంటున్నాము” అని అధ్యయనం యొక్క సహ రచయిత మరియు కెమికల్ అండ్ బయోలాజికల్ ఇంజనీరింగ్ విభాగంలో అసిస్టెంట్ ప్రొఫెసర్ అయిన అంకుర్ గుప్తా అన్నారు. మగ అలంకరించబడిన బాక్స్ ఫిష్ (అరకానా ఒర్నాటా) చిత్రాన్ని చూపుతూ, డాక్టర్ గుప్తా తన విద్యార్థులు దాని స్పష్టమైన ఊదా-పసుపు పూతని చూసి మంత్రముగ్ధులయ్యారని మరియు దాని శరీరంపై పసుపు షట్కోణ రేఖలు ఎలా రూపుదిద్దుకున్నాయో అర్థం చేసుకోవాలని అన్నారు.

“మేము దాదాపు ప్రమాదవశాత్తు దీనిపై పని చేయడం ప్రారంభించాము, ఎందుకంటే నమూనాలు అనుకరణల ద్వారా నా బృందం పొందుతున్న వాటిని చాలా దగ్గరగా పోలి ఉంటాయి. ” పరిపూర్ణ అసంపూర్ణత డాక్టర్.

గుప్తా బృందం ట్యూరింగ్ నమూనాలపై పని చేస్తోంది. 2023లో, వారు డిఫ్యూసియోఫోరేసిస్ అనే దృగ్విషయాన్ని సున్నా చేసారు: ఇక్కడ ఒక ద్రవం లేదా వ్యాప్తి మాధ్యమంలో సస్పెండ్ చేయబడిన ఘర్షణ కణాలు అయస్కాంతం వంటి ఇతర కణాలను ఆకర్షించగలవు, వాటిని ఒకదానితో ఒకటి కలుపుతాయి.

వారు అనుకరణలను అమలు చేసినప్పుడు, సృష్టించిన ట్యూరింగ్ మోడల్ కంటే డిఫ్యూసియోఫోరేసిస్ పదునైన నమూనాలను కలిగిస్తుందని వారు కనుగొన్నారు. కానీ ఫ్లిప్ సైడ్‌లో, ఈ నమూనాలు సుష్టంగా ఉన్నాయి – అయితే ప్రకృతిలో వాటికి తక్కువ లోపాలు ఉన్నాయి.

కొత్త అధ్యయనంలో, డాక్టర్ గుప్తా మరియు అతని సహోద్యోగి సియామాక్ మిర్ఫెండెరెస్కీ వేర్వేరు కణాలకు నిర్దిష్ట పరిమాణాలను కేటాయించడం ద్వారా వారి స్వంత నమూనాను మెరుగుపరిచారు, ఆపై కణజాలాల ద్వారా ఈ కణాల కదలికను అనుకరించారు.

మరియు అక్కడ అవి ఉన్నాయి: అసంపూర్ణమైన ట్యూరింగ్ నమూనాలు అడవిలో ఉండేవి. వ్యాప్తి మరియు వ్యాప్తి ఒక అణువు ద్రవ మాధ్యమం ద్వారా కదులుతున్నప్పుడు, అది కేవలం సరళ రేఖలో స్థిరమైన వేగంతో కదలదు.

స్టార్టర్స్ కోసం, ఇది చాలా చిన్నది కాబట్టి, దాని చుట్టూ జరిగే చిన్న ఉష్ణోగ్రత మార్పుల వల్ల ఇది ప్రభావితమవుతుంది. దూరం నుండి చూస్తే, అణువు యాదృచ్ఛిక దిశలలో చుట్టూ తిరుగుతున్నట్లు కనిపిస్తుంది. ఇది బ్రౌనియన్ చలనం – మరియు ఈ విధంగా మాధ్యమం ద్వారా అణువు యొక్క ప్రయాణాన్ని వ్యాప్తి అంటారు.

డా. గుప్తా ఎంపికకు ఉదాహరణగా కొంత సిరాను నీటిలోకి వదలడం: కాలక్రమేణా, సిరా అణువులు నిర్దిష్ట ప్రదేశాలలో కలిసిపోకుండా పూర్తిగా నీటి ద్వారా వ్యాపిస్తాయి. ఇది వ్యాప్తి.

సిరా నదిలో పడినట్లయితే, దాని అణువులు ఇప్పటికీ చిన్న ప్రమాణాల వద్ద నీటిలో వ్యాపిస్తాయి. అయితే, పెద్ద స్థాయిలో, వివిధ ప్రవాహాలు అన్ని అణువులను దిగువకు లాగుతాయి. దీనినే డిస్పర్షన్ అంటారు.

“మాధ్యమంలోని అన్ని కణాలు కొంత వ్యాప్తి గుణకం మరియు చుట్టూ వ్యాపించే ధోరణిని కలిగి ఉంటాయి. కానీ అవి కూడా ఒకదానితో ఒకటి ప్రతిస్పందిస్తుంటే మరియు సరైన పరిస్థితులలో, మీరు సజాతీయత నుండి వైవిధ్యతను పొందవచ్చు, “డాక్టర్ గుప్తా.

కాంటినమ్ మోడల్ దాని పని సమయంలో, క్లాసికల్ ట్యూరింగ్ మోడల్‌ను ఉపయోగించినట్లయితే నమూనాలు సరైన సరిహద్దులు లేకుండా అస్పష్టంగా కనిపిస్తాయని బృందం కనుగొంది, అంటే వర్ణద్రవ్యం వ్యాప్తి చెందడానికి మాత్రమే అనుమతించబడినప్పుడు. కానీ వాటిని ఒకదానికొకటి కలపడానికి అనుమతించినట్లయితే, మాధ్యమంలో త్రిమితీయ మచ్చల సమూహం ఏర్పడుతుందని బృందం కనుగొంది, ప్రతి ప్రదేశం చుట్టూ కణాలు సమిష్టిగా మరియు తేలుతూ ఉంటాయి. ఈ దృగ్విషయాన్ని డిఫ్యూసియోఫోరేసిస్ అంటారు.

పరిశోధకులు మొత్తం వ్యవస్థను డిఫ్యూసియోఫోరేసిస్‌తో రూపొందించినప్పుడు, నమూనాలు సంభవించాయని మరియు అవి క్లాసికల్ ట్యూరింగ్ మోడల్ కంటే చాలా పదునుగా ఉన్నాయని వారు గమనించారు. కానీ కణాలన్నీ ఒకే పరిమాణంలో ఉన్నందున, వాటి నమూనాలు చాలా ఖచ్చితమైనవి.

“సియామాక్ తన PhD నుండి నైపుణ్యాన్ని తీసుకువచ్చారు, ఇది మాకు వ్యక్తిగత కణాలను మోడల్ చేయడానికి అనుమతించింది మరియు మేము 1,00,000 నుండి 10,00,000 కణాలకు పైగా చేసాము” అని డాక్టర్ గుప్తా చెప్పారు. “ఇది మేము పేపర్‌లో వివరంగా వివరించే ఈ మోడలింగ్ కోసం గణన అల్గారిథమ్‌ను రూపొందించడానికి మాకు అనుమతి ఇచ్చింది.

ఇప్పుడు, మేము ఒక కంటిన్యూమ్ మోడల్ నుండి దూరంగా మరియు ప్రతి సెల్ వ్యక్తిగతంగా మోడల్ చేయడానికి ప్రయత్నిస్తున్నాము మరియు ఇది మరింత వాస్తవిక నమూనాకు దారి తీస్తుంది. ”బాగా ప్యాకింగ్ చేయడం సిరా ఉదాహరణలో, నవీకరించబడిన మోడల్ నీటిలోని కొన్ని రేణువులను సిరా అణువులకు ఆకర్షిస్తుంది, మరికొన్ని తిప్పికొట్టబడతాయి.

ఈ దృష్టాంతంలో కణాల పరిమాణం ముఖ్యమైనది, ఎందుకంటే కణాలు గుంపులుగా ఉన్నప్పుడు ఒకదానికొకటి ఎంత బాగా ప్యాక్ చేయవచ్చో ఇది నియంత్రిస్తుంది. నమూనాలో, నమూనా మందంతో పోలిస్తే కణాలు చాలా చిన్నవిగా ఉన్నప్పుడు, అవి స్వేచ్ఛగా కదలగలవు మరియు కొత్త నమూనాలకు చక్కగా సరిపోతాయి మరియు అవి ఏర్పడిన గుబ్బలు మృదువైనవి మరియు చక్కగా వ్యవస్థీకృతంగా ఉంటాయి. కానీ సెల్ పెద్దదై, రసాయన నమూనా యొక్క వెడల్పును చేరుకోవడంతో, అవి ఒకదానికొకటి మరింత దూసుకుపోవటం ప్రారంభించాయి మరియు అన్నీ నమూనా యొక్క ‘ఆదర్శ’ మచ్చలలోకి సరిగ్గా సరిపోవు, ఇది లోపాలకు దారితీస్తుంది.

కొన్ని ప్రాంతాలు పటిష్టంగా ప్యాక్ చేయబడతాయి, మరికొన్ని చిన్నవిగా లేదా ముక్కలుగా ఉంటాయి. పెద్ద కణాలు లేదా కణాలు కూడా ఎక్కువ ఉపరితల వైశాల్యాన్ని కలిగి ఉన్నందున, అవి చిన్న కణాల ద్వారా ఏర్పడిన వాటి కంటే విస్తృత నమూనాలను ఏర్పరుస్తాయి. అవి ఇంకా పెద్దవిగా ఉన్నప్పుడు, కణాలు పూర్తి నమూనాలను ఏర్పరచలేవు.

నిజమైన జీవ కణజాలంలో కనిపించే అసమాన మచ్చల వలె గుబ్బలు సక్రమంగా మరియు ముతకగా మారతాయి. అసంపూర్ణ నమూనాలు “మేము వివిధ పరిమాణాలతో కణాలను రూపొందించినప్పుడు, మా చేపల నమూనాలు అకస్మాత్తుగా చాలా వాస్తవికంగా మారాయి” అని డాక్టర్ గుప్తా చెప్పారు.

“నమూనాలలో లోపాలు ఉన్నాయి మరియు కఠినతరం చేయబడతాయి మరియు ఈ చట్రంలో వివేకం యొక్క ఆలోచన వంటిది గమనించబడుతుంది మరియు ఈ నమూనాలు ప్రకృతిలో మనం కనుగొన్న వాటిని మరింత దగ్గరగా పోలి ఉంటాయి. ” అధ్యయనం పరిమితులు లేకుండా లేదు.

కొత్త మోడల్ కణజాలం లేదా కణంలోని జీవ శక్తులకు కారణం కాదు (ఉదా.

సంశ్లేషణ), మరియు ఇది కణాలను పారగమ్య మరియు మెత్తని బొబ్బల వలె కాకుండా గట్టి గోళాల వలె అనుకరిస్తుంది. డాక్టర్ గుప్తా ప్రకారం, ఈ కారకాలను కలిగి ఉన్న భవిష్యత్ నమూనా నమూనా ఏర్పడటానికి సంబంధించి సూక్ష్మమైన అన్వేషణలను అందిస్తుంది.

ప్రస్తుతానికి, కొత్త పరిశోధనలు చేపలు, బల్లులు, క్షీరదాలు మరియు ఇతర జంతువులలో కనిపించే సహజ నమూనాలను వివరించడానికి దగ్గరగా ఉన్నాయి మరియు మెరుగైన మభ్యపెట్టడం మరియు వస్త్ర రూపకల్పనకు మార్గం సుగమం చేస్తాయి. సంధ్య రమేష్ ఫ్రీలాన్స్ సైన్స్ జర్నలిస్ట్.