“雖然不是最好，但也可以了。”
葉清河只能這麼安慰自己。
看看時間還早，還沒到睡覺時間，葉清河覺得應該找個題出來打發一下時間。
於是就從三家公司給的這些題目當中篩選起來。
“細菌合成模擬面料？”
翻到這個專案名稱的時候，葉清河翻頁的手指停了下來。
這個專案他覺得還挺有意思的。工程上講，是基因工程改造工程菌，利用大腸桿菌、酵母、藍細菌這類細菌定向分泌蛋絲蛋白、蜘蛛絲蛋白、細菌纖維素，讓其自組裝成可紡紗織布的生物面料。
通俗地講就是控制細菌，讓細菌可以按照自己指定的方式生長出來一塊麵料。
就像種蘑菇一樣，從培養基裡頭長出一塊麵料。
遞過來的這個題目的全稱其實是挺拗口的，叫細菌菌群時空生長非線性偏微分方程組與蛋白高分子鏈自組裝拓撲約束的耦合逆問題求解。
這個問題難點在對方提交過來的檔案裡都提了。
第一個難點，細菌是群體生長，每時每刻菌群密度、代謝速率、蛋白分泌量都呈非線性隨機變化。
第二個難點，蛋白分子自發纏繞成纖維，纖維再交織成面料，存在拓撲空隙、取向度、拉伸模量三重約束。
第三個難點，想定製面料，要固定手感、抗拉強度、透氣度、垂墜感，就得反向算出菌群投放密度、培養溫度時序、營養濃度梯度、微流控管道拓撲結構。
第西個難點，現有數學模型無閉式解，只能粗組合，導致批次生產面料批次差異極大，永遠做不到成衣級標準化。
這些問題是現有實驗室搞不定的。
實驗室建立了細菌菌群生長、營養擴散、蛋白分泌三套方程，又疊加了絲蛋白分子纏繞成纖維，纖維交織成面料的結構約束。
幾類方程組互相耦合，變數多達數十個，生長過程又是非線性混沌狀態，常規數值計算要麼發散無解，要麼算出一堆區域性最優引數，每批細菌長出來的面料孔徑、韌性、柔軟度都飄忽不定，根本無法標準化生產。
“這個有點意思！要是真的研究出這個東西，那麼以後我們穿的衣服就不再需要大面積種植棉花、桑麻，甚至不需要再用化纖了！
想要什麼樣的面料，首接按照要求培養就行了！”
看完這個問題，葉清河拿起筆開始計算起來。
他沒有按照實驗室的傳統逐一代入數值，也沒有去糾結溫度、營養濃度、菌群密度這些零散的引數。
他先是對整個細菌生長－蛋白自組裝系統做了一個全域性結構拆解。
過濾掉隨時間隨機波動的干擾變數，只提取不隨生長時序、環境微擾動改變的拓撲結構不變數。
把細菌代謝擴散、高分子鏈纏繞的底層結構特徵單獨剝離出來，剔除混沌噪聲的影響，讓原本雜亂耦合的複雜系統先凝出固定的底層骨架。
第二步就是高維耦合方程組保結構降維。
原本整個系統是幾十維的高維偏微分耦合關係，維度太高導致計算極易崩潰，無法收斂。
葉清河採用流形降維思路，在保留拓撲結構不變、不破壞物理約束的前提下，把超高維的時空生長方程組投影到低維光滑流形空間裡。
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