giovedì, Ottobre 17, 2019
SCOPERTE

La rivincita dei capelli ricci, in 3D

8537684009_d9cf689a4e_bSCOPERTE – In ogni film d’animazione ci sono i buoni e i cattivi, con obiettivi diversi, morale diversa e… gli stessi capelli. Lisci o direttamente afro, ma sempre rigidi. Non vi siete mai chiesti perché questa discriminazione verso le chiome ricce, che hanno avuto un unico momento di gloria nel film d’animazione Ribelle (dopo tre anni di studio da parte di sei ricercatori e artisti Pixar per realizzare i capelli della protagonista)? La motivazione va cercata nella matematica, lo spiega un nuovo studio pubblicato sulla rivista Physical Review Letters.

Il problema è semplice: chi lavora sulle animazioni al computer non ha a disposizione un valore matematico predefinito per descrivere i capelli ricci. O meglio non lo aveva fino ad ora, perché i ricercatori del MIT e dell’Università Pierre e Marie Curie di Parigi hanno sviluppato il primo modello in 3D di una ciocca di capelli ricci.

L’utilità dello studio non si ferma alle questioni tricologiche e cinematografiche, ma si estende all’ingegneria. Anzi, in realtà parte da lì. Come spiegano i ricercatori, il modello potrà essere utilizzato per predire le curvature di lunghi tubi d’acciaio e cavi quando vengono arrotolati su un rocchetto (per essere trasportati più agevolmente). Questo genere di materiali, proprio come gli indisciplinati capelli ricci, ha infatti la spiacevole tendenza ad arrotolarsi proprio come i tubi di gomma che usiamo per annaffiare il giardino: in modo imprevedibile.

All’inizio della ricerca, il team non aveva affatto in mente i capelli. Come spiega Pedro Reis, uno dei co-autori, il modello in 3D si adatta a tutti i tipi di curvatura descrivendo matematicamente in che modo le sue proprietà si modificano sulla lunghezza del materiale. Il tutto si riconduce perciò perfettamente allo studio di un capello e dei suoi movimenti, per arrivare infine a padroneggiare una conoscenza sufficiente a renderlo al meglio, anche in un’animazione al computer.

Tramite sperimentazioni in laboratorio, simulazioni al computer e studio teorico -quello che Reis descrive come il ‘perfetto triangolo della scienza’, il team ha isolato i parametri principali per descrivere il capello riccio, e li ha semplificati in termini bidimensionali per curvatura e peso. Dati questi due elementi e aggiunti i dati in termini di lunghezza e rigidità, il modello è così stato in grado di predire la forma di un capello, di un tubo di metallo o di un cavo elettrico.

Reis e i suoi collaboratori definiscono un ricciolo tridimensionale ‘elica localizzata’ quando una sola parte è arricciata, ‘elica globale’ quando l’ondulazione riguarda tutti i capelli dalla punta fino alla testa. Una ciocca può comunque cambiare fase, e passare da una tipologia di elica all’altra se cambiano i suoi parametri; è attirata verso il basso dalla gravità, perciò la parte finale peserà sempre più di quella vicina al cuoio capelluto. Nonostante ciò, spiega Reis, se il peso è eccessivo per la curvatura innata dei capelli il ricciolo finirà sempre più in basso, risultando in capelli lisci o poco ondulati, in base alla lunghezza e alla rigidità. Durante le prove in laboratorio, inoltre, il team si è reso conto che la curvatura dei materiali (quindi anche dei capelli), si basa sulle dimensioni dell’oggetto intorno al quale sono avvolti, qualsiasi sia la scala dimensionale sulla quale si lavora: da un lungo capello riccio su un bigodino a un chilometrico tubo di metallo su un enorme rocchetto, spiegano i ricercatori, il passo è breve.

Crediti immagine: Stacie, Flickr

Eleonora Degano

Eleonora Degano

Giornalista, editor, traduttrice freelance
Biologa di formazione, mi occupo di comunicazione della scienza in materia di animali e autismo. Sono editor del magazine OggiScienza, scrivo e traduco soprattutto per National Geographic Italia e l'agenzia LEAP di Londra. Nel 2017 è uscito per Mondadori Università il mio libro Animali. Abilità uniche e condivise tra le specie.

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