在夢工廠動畫的《怪物史萊克》系列電影中，菲奧娜公主幾乎總是把頭髮向後梳起。這個角色對辮子的偏愛更多地與物理學有關，而不是時尚。要讓卡通人物的頭髮散下來，需要計算一連串複雜的方程式才能產生逼真的效果，因此計算機動畫師通常只是選擇短髮和盤發，而不是長而飄逸的秀髮。同樣，大多數動畫人物在大銀幕上出現時都是直髮，因為以三維形式渲染直髮在數學上是一項更簡單的任務。
動畫師的工具包可能即將擴充套件，令人信服的捲髮演繹可能有一天會在夢工廠和皮克斯的影片中大量出現。一個研究團隊最近解開了單根捲髮的物理原理，並在《物理評論快報》上發表了研究結果。“這是首次有人描述了單根自然捲發的完整三維結構，”共同作者佩德羅·雷斯說，他是麻省理工學院機械工程以及土木與環境工程的助理教授。“我認為這可以歸因於捲髮的幾何形狀高度非線性——我們經常用這個詞來形容複雜的事物。”
雷斯和他的同事們最初並非打算模擬捲髮。他們想研究細長結構的曲率。想想海底電纜、石油和天然氣管道，甚至細菌身上微小的尾巴。該團隊首先將空心管狀模具拉直或纏繞在直徑從3.2釐米到1米的圓柱形物體上。然後，他們將橡膠狀材料注入模具中，乾燥後製成具有不同曲率的柔性杆。他們懸掛這些杆，以研究重力如何影響它們的形狀。當捲曲的杆並排懸掛時，他們意識到這些杆與構成從筆直順滑到非裔髮質的各種髮型的單根頭髮驚人地相似。
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研究人員進行了約11,000次計算機模擬，利用結果建立了一個相圖，該圖描述了懸掛的頭髮在四個屬性（曲率、重量、長度和剛度）作用下將呈現的不同幾何形狀。最終，這樣的工具可能會被納入動畫軟體中，但其他團隊首先必須研究一頭完整的捲髮如何與自身以及與風和其他外部力量相互作用。
該模型還可以計算鋼管或其他卷繞材料的曲率。“我們從一開始就是工程師，試圖解決實際、有用的問題，”雷斯說。“我不是專業的髮型師——實際上我是禿頂。”