双稳弹簧无序机械网络中的驱动特异性适应
适应与自组织系统
2023-12-12 v1 无序系统与神经网络
统计力学
摘要
具有多种稳定构型的系统在自然界中广泛存在，无论生命体还是非生命物质。其固有的非线性和对微小扰动的敏感性使其难以研究，尤其在外部驱动存在时，驱动可改变不同吸引子相对稳定性。在此情形下，人们可能追问：外部驱动的具体模式与受驱多稳系统所选特定吸引子态之间是否存在清晰关系。为深入理解此问题，我们数值研究了由双稳弹簧构成的无序机械网络，其因每根弹簧的两个稳定自然长度而拥有海量稳定构型，从而捕捉了广泛多稳系统的本质物理属性。我们发现，受驱无序多稳机械网络的吸引子态针对外力模式进行了精细调节，以从中吸收低功。此外，我们发现这些驱动特异性吸引子态甚至比给定功吸收水平下预期更为稳定。我们的结果表明，对这些系统海量构型空间的受驱探索偏向于具有与环境驱动特殊关系的态，因此可用于在具有多样构型广阔图景的系统中“发现”具备期望响应属性的态。
引用
@article{arxiv.1908.09332,
title = {Drive-specific adaptation in disordered mechanical networks of bistable springs},
author = {Hridesh Kedia and Deng Pan and Jean-Jacques Slotine and Jeremy L. England},
journal= {arXiv preprint arXiv:1908.09332},
year = {2023}
}
备注
15 pages, 12 figures