Hexagons: A Coincidence or the Workings of Nature? – Science View
Todaywelookatthemy shapweoftenfindin forhoney snowfakes andeventurtle takethisfishnotjust theance theb [音楽] Amycommonshapein fromhoneys, snowflakes, turtleshells. That’sright.The hexagon nowscientistsfrom variousfieldsare workingtouncoverthe reasonwhynatureches heagonsisallence istheworkingof explorethemysteryof faiteshapthehexagon [音楽] hexagonsinnatureone examplecanbefoundin insect theprayingmantiscan seealmost360dewith compo [音楽] Theretheyaretensof thousandsoftiny hexagoneyesknownas amiaarepacked togetherinperfect order notjustinmantes hexagonsareglyfound inthecompoundeyesof insects prof ofunityhas [音楽] [音楽] あの、遺伝子は生命の設計図だって言われてますけど、ま、実はそんなに当たり前でもなかったというのが、え、この研究のポイントなんです Sinterestinthe heagonalshapeof insectwasspedbya specificevent [音楽] theeofabnmalfrtakea closelookatthe numberofveroneachfa onetwofaloughitis genallyprtoformheon canalsoturnoutto taketheofsqu 六角形は当たり前で、え、だけどもそれが おかしくなって四角形になるというのは 全く説明がつかないですよね。だからその ためには何かもう1つ別の、え、要素を 考えなきゃいけないと [音楽] [音楽] fres この最初の何もないところから細胞が集合して成長して、ま、六角形になってくところをその最初の、え、ステップのところをまず見てしまえばいいだろうという風に考えたわけです。 toinvestigate theprecursorcells withflorescent proteinsandthem underspecial microscope thishelpcapturethe veryfirstinhexagon formation thisistheeyeabout hoursafterbecominga veryearlystageof development theshapesare irregularanddon’t look noticehowtheeells aregrowingand graduallystartingto expand [音楽] thenboundariesstart toemergewherethe individualefacet touched Thefactogrow becomingtightly packedtogether. Finally,after42 hoursofobservation, theydevelopedinto arrangedhexagons fromirreularshapes tohexagonswhatthis 単に大きくするというだけだと細胞は どんな形にでも大きくなるわけですね。 それはもうめちゃくちゃな形になって しまうともちろん成長するとことは体が 大きくなるわけですので細胞を大きくする ということになります。で、その時の 膨らむ力によって周りと押し合いへし合い をして、ま、お祝く饅じのようにして、え 、位置を揃えていったという風に考えられ ます。じゃ、なんで6角形になるかという と、それは1個1個の、え、小さな目の、 え、周囲の長さを、え、縮めるという力が 発生してるからだと考えられます。 [音楽] Whilethecellsgrow, anotherforceworksto keepthemfrom expandingtomuch. Right intakeonheagonshape isbecause geometricallythe stableform.Soisthis purelycoincidental outcofnaturallaw? Why he invitedveryspecial guesttousmoreabout heyswhostudiesthe shapesandstructures ofthenaturalworld verypleasedto welcome島ゆ fromuniversof山梨 ようこそ 今日はお招きいただきありがとうございます系 を研究しようと思ったきかけについて教えてください。 あの、世の中にこうたくさんの綺麗な形があるなっていうのを、ま、観察して感動したのがきっかけです。なんでそのいろんな形がこう共通した形を自然に作り出すのかっていうのかに不思議さを覚えて研究を始めました。 そもそもなんですが、え、自然界の中にどうして六角形がこの辺に多いんですか? 六角形っていうのがあの、 1 番こう力学的に安定な形だからなんですよ。 あの、丸くなるとさらに安定になりそうなんですか? 例えばシャボン玉なんかをこう吹いた時なんかはこう 1 番こう綺麗なまん丸になるのが安定です。 あれはこう内側からこう外に押しひげる力 とあとはシャボン膜自体がなるべく 縮まろうとする力。その2つの力が1番 こうバランスが取れるのがこう綺麗な球だ からなんですね。ただ例えばシャボン玉で もこうたくさんこう寄せ集めて敷き詰める とお互いにこうぎゅギゅーと押し合うとで その押し合押し合いへし合いが起きた時に 1番安定な形でいるのがこう六角を溜まっ 敷き詰められるのがポイントということ ですね。え、僕の形は無理ですか? 同じ形で、え、平面全体を埋め尽くそうとした時には、えっと、 3 種類の選択肢があります。今言った六角形、あとは四角形、三角形、この 3 つの種類の図形であれば、あの、平面をこう隙間なく埋め尽くすことができます。でもその中で、あの、六角形の形が 1 番こう例えば外側からこう力を入れた時にこう耐えられる。あ、力に耐えられる。 もしくはあの内側からこう膨張しようとする圧力にも耐えられる力学的にこう 1番安定な形になるんです。 あ、力学的にも安定な構造になるっていうことですね。 はい。 はい。 生き物以外にも、え、六角形ありますね。例えば私の分野ですと上設っていうのもあります。 ま、冷え固まった、え、溶岩の中に上から 見て六角形のこう柱の構造があるんです けど、中設理がなんで六角形かって言うと 、やっぱりその岩にこうヒを入れるっては ものすごいこう強大な、ものすごい膨大な エネルギーが必要になります。だから日の 長さってのはなるべくこう小さくありたい 。なので、その変の長さの相和が1番 少なくなるような六角形が自然と選ばれる 、エネルギーの少ない状態が自然と選ばれ るっていうことだと思います。生き物と、 ま、岩全然違うものです。ですけれど、え 、似たような組織が見えてくるというのは なかなか興味深いですね。 前回の六角形で言えば、ま、まず頭に被ぶのは多分 8 の数だと思いますけど、え、その六角形になるは何ですか? やっぱり安定性から来ていると思います。 あの、外側からなんかこう風とかあのに力 がかかったことに対してなるべくその安定 でそのままの形を保っていられるっていう 性質でさらにですね、その6角形である もう1つのメリットはあの三バっていうの は素作りにすごく苦労します。自分の体 から出たワックスのかけらをこうたくさん こう敷き詰めてあの酢を作っているんです 。だからなるべくこの素作りの材料は 少ない方がいい。 でも、あの、一方でその酢穴の中に溜めておける蜂蜜の量はなるべくたくさんの方がいい。だからその 2 つのこう需要を満たすのにはあの六角形の形が最適なんです。 なるほど。え、材料少なくできるだけ頑丈も作ろうと思ったらやっぱり六角形が最適っていうことですね。 そうなんです。本当に賢い作りだと思います。うん。 はい。 その作りに関しては実際に八同士がどんなコミュニケーションを取ってお互いに協力しながらこうあの六家のを作っているのかそこの科学っての未だにまだ全然分かってないことが多いです。 [音楽] [音楽] 蜂の巣の中には理論的にはうまく考えられ ないことが起きてるんですよ。 Larv. [音楽] Theoneontheleftisa workerbelarvaandthe oneontherightisa queenbelarva.There isabigdifferencein size. [音楽] 幼虫が大きいとその分部屋も大きくなって ます。最初はこの普通の働きの小さい部屋 だけで作られが作られて秋になってきて巣 が大きくなると大きい部屋を8たちは 作り出します。面積で言うと1.5倍から 1.7倍ぐらいの大きさの違いですね。 サイズが大きいと。ま、1つ目はこう、ま 、なんとか入ってももう2つ目から 、ま、同じ面積を入れようとするとこんな 風になっちゃってうまく入らないんですよ ね。 Sohowdobemanageto keeptheirhoneyin perfhe thatisthemy insagajoforceswith researchersfromthe usandothercountto forminternational teamtocrackthismyer firstoftyesofhoney fromallovertheworld overtheyear プログラミングが得意なチームメンバーが いますので部屋の数をコンピューターに 数えてもらおうっていうことを考えていた んですけどどうもうまくいかなくて結 結局はチームリーダーのマイケルが全て目で見て手で数えたoney全て [音楽] [音楽] 6角形できてい ように見えるんですが、このちっちゃい 部屋から大きい部屋に変わってくこの移行 する部分に着目してください。 Andthisone twothreefsi betweenthesmaller andthelarger heagonalcellsthere werepentagonsand heonsfillingthegap これも研究チームで科学的に調べたところ 小さい性形と大きい性角形をこううまく 並べるには最も効率的 方法の1つであるということが分かってい て、それを働きが採用してるのは本当に 魅力的だと思います。 8の数は場所によって6角形だけではなく て、え、5角形、7角形もあったんでです ね。8にしてみれば、ま、自分の手足、 あと自分の触角を使って多分自分の位置を こう、あの、認識してるはずなんですよね 。で、かつ穴の大きさとか穴の形も意識し てると。だから何かどういう風にか匠に 自分の体を利用して5と7の1をこう多分 把握してるんでしょうね。すごく不思議だ と思います。うん。 うん。うん。そういえばあの中量設備も一緒ですよね。それよく見ると、ま、六角形が多いんですけど、 [音楽] 5角形、7角形のものもあります。 8 にしても上設理にしても乗っかってる科学のルールは全然違うはずなんですよね。片方は昆虫生き物であり、片方は溶岩マ生き物ではないもの。 だからそういう全然違う 2 つのものが同じようなその六角模様っていう振る舞いを見せるっていうこの不思議さですね。これがやっぱり六角形の科学のま、 1つの大きな面白さですね。 自然会にある六角形もたくさん見てきましたけど、あの島さんと時の六角形ってありますか? ございます。これがそうなんです。こちらですね。 NASAが打ち上げた探査機カッシーニが撮った写真なんですけども、実は土星の北極を移した写真なんですよ。 こ、これ あの六系が見えてるんですけど、それはレヌスの血管じゃなくて本当に本当に実在する六角形ですね。 そうなんです。本当に不思議なんです。こんなか張った形が見えるんですね。土星っていうのはその、ま、ガス惑星ってあの地面がないんですね。 だから、ま、地球とはだいぶ環境は違うん ですけれども、あの、この北極のところに ジェット気流があるんです。で、ま、あの 、例えてみれば、ま、地球でいう大きな雲 が北極にこう浮かんでいる。その雲の形が 丸ではなくて、なぜかこう高系のような かった形をしているんです。で、かって るっていうのはあまり自然なものではない ような気がします。 渋滞ですとその教合おうとかそういうのはあまりないようにあの思うんですけどこの場合はどう仕組みはどうなってるんですか? あのこの雲の形がかわってる理由は雲の周りに大きな雲の周りに小さな空気の渦が 6 個存在するらしいんですね。で、その空気の渦があの雲の形の周辺の部分の形をこうびに曲げているとそれでうまくこのセロ掛け形の形が保たえているそうです。 うん。うん。こんな風に地球から遠く離れ たその土星っていう惑星にもあのその北極 にこう六角形という形が見えると一方で 私たちの積む子宮でも例えば蜂の巣にして もしかり昆虫の目にしてもしかりですね 生き物の中に見れる6角形もしくは中設理 のように岩があのひび割れた時に できる六角形様々なとこにこう6角形の形 が見えるこんな風に6っていう数字がど どれだけこう自然に愛されてるのかっていうことがなんかすごくあのチャーミングですしですね。 自然界の中にこんだけ六角形タイプの六角形があるっていうのはま改めて興味深いなと思いました。ま、これからまたねの色々あの派遣あると思うんですけど、ま、今後の研究の展開も期待してます。 ありがとうございます。頑張ります。 今日ありがとうございました。 Welearnedaboutall sortsofdifferent typesofhexagon shapesindifferent typesof environments.How theyallseemtobe movingtowardsthis idealshapeandthe differentreasonswhy thatmightbesounder circstances.It’s alsointerestingfor notonlythebeautiful shapesofthehexagons butthedifferences fromthehexagonsthat showusthatother processesnewthings thatwecanlearnfrom lookingatdifferent geometri [音楽] Inrecentyears,the applicationofdrone technologyhas expanded. Surveingdronesuse laserpulsesto generatedetailed3D dataofterrainand structures. Whiledeliverydrones arenow GPS [音楽] attheforefrontof dronetechnologyone areaisnowdrawing attention usingthevastspaceof theskydroneshave broughtinnovationto ourlives.Todaywe goingtotakealookata dronethatcantr locationthrough smell 失礼します。 こんにちは。 こんにちは。サフィアです。よろしくお願いします。 よろしくお願いします。 これが実際の匂いを探索するドローンです。是非ちょっと手に持っててはい。ぜひください。 あ、思ったより小さいですね。 そうですね。手のひサイズの、ま、非常に小さいドローンですね。 花はないですよね、このドローンは。 そうなんです。花はないんですが、実はここに、え、ドローンの本頭の花がさ、ついています。 なるほど。 real。うん。 [音楽] それでは飛ばしてみましょう。 おお。 はい。今このようにですね、ドローンが実際に飛行していますね。 はい。 これは全く操縦してない状態なんですね。 ここに匂いを刺激してみるとどうなるかちょっと実験してみましょう。 [音楽] お、動きました。 ついてきましたね。 はい。この音をどうやって書いて動いてるんですか? [音楽] [音楽] はい。今回は実は、え、ある特別なものを積んでいるんですね。 あ、これですかね。 なんかケバケバとしたものが入ってるんですけど、 これが昆虫の触覚。古画の触覚が実はここに え、ガの触覚。 そうですね。ここにちっちゃいんですけど、ガの触覚が生きたまくっついてるんですね。 [音楽] inankwmth malesilkwmshave incredsenseofsmell thatcandetect femaleonesfrom severalketaway theseantennyhavethe abilitytogenerate electricsignalswhen theydetectonsense [音楽] usingthispropert and detectingsens amazinglytheanten cantheirsensitivity forabouthoursafter beingremovedfromthe facultyoftextile scienceand technologyatshinchu universitywas foundedin1910it developedthrough researchinthesilk industryandnowit’s alsoactivelyengag え、この匂いはどんな匂いですか?なんか香水とかそういう感じですか?え、 サフィアさんも是ひ嗅いでみてください。 はい。あんまり何も感じないですけど。 そうですね。今回の匂いは実は人間が感じることができない匂いなんですね。 あ、そうなんですね。 はい。 Thescentdetectedby thedronewasbomb.The samesmellasthe pheronereleasedby femalesilkw. Thistypeofdevice whichcombinesan insexsensoryorgan withadroneisknownas abiohybriddrone.It isatechnologythat utilizesthepowerof nature. Insectsanddrones verymuchabiohybrid device.Iinsination [音楽] birid 匂いっていうのは実は空気中にすごくバラバラに飛んでいるんですね。 なのでドローンが自分で匂いの方向を探してあげるとそのバラバラな匂いを実はとてもうまく追跡できるんですね。 Thisisanoverhead viewofthe experiment.The sourceofthescentis ontheleft.Thedrone isflyingonthefar right5metersaway fromthesource. Whentheexperiment started,thedrone circledaroundand movedforward. Relyingonfaint tracesofscent,the dronerepeatedacycle ofmovingforward, hoveringandchanging direction [音楽] これが実は今回の研究のポイントで、昆虫のようにちょっと止まりながらそして飛行するということが匂いを追跡するために重要なんですね。 へえ。本当にもう虫みたいな動き型なんですね。 本当に昆虫の触覚を使いながら虫のように動くドローンですね。 へえ。 面白い。ドローンというのはこのプロペラで飛んでいるので、非常に強い風がこの周りに起きているんですね。 [音楽] Theairfowfromthe propellersnormally wouldscatterscent particles. However,byadding thiscover,thescent canbedrawnintothe sensorarea. Theideaforthis designwasinspiredby thewayairflows aroundflapping insectwings.Thisis anothercleverexleof combininginsect biologywithengineer [音楽] このドローンというのは例えば災害時の要求所探査であったりとか、え、空港等の、ま、公共施設における、え、危険物資の検ですね。爆発物麻薬の検出などが想定されます。 災害現場で瓦礫に埋れた人、つまりカメラ で、え、その位置が特定できない人を探す ところには非常に有効だという風に考えて います。 Thisworkcombining livingorganismsand technologyissurely justthestart.This challengingworkon biohybridscould reallychangetheway weleadourlivesinthe future. Ihopeyouenjoyed hearingaboutthe sciencewelookedat todayandthatyouwill joinusinthenext instmentinoursearch fornewdiscoveries andideasですよ。
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Hexagons are stable shapes found throughout nature, from honeycombs and tortoiseshells to insect eyes and snowflakes.