استفاده از ریاضی برای ساختن فضاپیماهای سبك و مقاوم تر

روش سئو: ریاضیدانان ˮمؤسسه پلی تكنیك ووسترˮ(Worcester Polytechnic Institute) آمریكا در مطالعه اخیرشان در حال تركیب فناوری یاگیری ماشین با ریاضیات قرن نوزدهم هستند تا ساختار فضاپیماهای ناسا را تغییر داده و آنها را سبك تر و مقاوم تر سازند. این كار دو مزیت دارد، نخست اینكه فضاپیماها سریع تر به فضا می رسند و دیگر اینكه مقاومت آنها در مقابل صدمات افزایش می یابد.
به گزارش روش سئو به نقل از ایسنا، آیا می دانستید كه ریاضیات می تواند به ناسا كمك نماید تا سریع تر به آن سوی هستی برسند؟ “رندی پفنروث”(Randy Paffenroth) ریاضیدان موسسه پلی تكنیك ووستر(WPI) در حال تركیب فناوری یادگیری ماشین با ریاضیات قرن نوزدهم است تا بتواند فضاپیمای ناسا را سبك تر و مقاوم تر سازد.
هدف وی كشف نقصها موجود در نانومواد كربنی با استفاده از الگوریتمی كه توسعه داده، است. برای اینكه از این مواد در ساخت مخازن سوخت موشك كامپوزیتی و سایر سازه های فضاپیما استفاده می شود. این الگوریتم امكان اسكن با وضوح بسیار بالا را فراهم می آورد و در نتیجه تصاویر دقیق تری از یكنواختی و نقصها احتمالی مواد را ارائه می دهد.
پفرنورث به دنبال نقص در الیاف “میرالون آر”(Miralon®) است. این الیاف در اطراف سازه هایی مانند مخازن سوخت موشك پیچیده شده و به آنها قدرت تحمل فشارهای بالا را می دهند.
الیاف مذكور توسط “نانوكامپ”(Nanocomp) ساخته شده اند. این شركت از یك سیستم اسكن اصلاح شده استفاده می نماید. این سیستم نانومواد را برای “یكنواختی جمعی”(mass uniformity) و نقصها اسكن می كند.
حالا پفرنورث و همكارانش در حال استفاده از فناوری یادگیری ماشین برای آموزش الگوریتم ها و افزایش وضوح این تصاویر هستند. آنها الگوریتمی را توسعه داده اند كه وضوح تصاویر را تا ۹ برابر بالا می برد.
این الگوریتم جدید مبتنی بر “تبدیل فوریه”(Fourier Transform) ابزاری ریاضی طراحی شده در اوایل دهه ۱۸۰۰ است كه می تواند برای تجزیه یك تصویر به تك تك اجزای آن استفاده گردد.
پفرنورث اظهار داشت: ما از این شبكه عصبی پیشرفته بهره برده و دانش ۲۵۰ ساله ریاضیات را به آن اضافه می نماییم و این به شبكه عصبی كمك می نماید تا بهتر عمل كند. تبدیل فوریه با تجزیه كردن داده هایی كه تصویر را می سازند، ایجاد یك تصویر با وضوح بالا را آسانتر می كند. تركیب فناوری یادگیری ماشین مدرن با ریاضی كلاسیك بسیار هیجان انگیز است.
البته گفتنی است پیش تر نیز از الیاف میرالون آر با موفقیت در فضا استفاده شده است. بعنوان مثال الیاف مذكور اطراف كاوشگر “جونو” ناسا كه در حال چرخش در مدار سیاره مشتری است، پیچیده شده است. حالا نانوكامپ در حال كوشش برای ساخت الیاف میرالون آر است كه مقاومت آنها سه برابر بیشتر است.
“باب كازونی”(Bob Casoni) مدیر كیفیت نانوكامپ اظهار داشت: اگر ناسا برای رسیدن به مریخ و بازگشت از آن نیاز به ایجاد یك سیستم موشكی جدید و به اندازه كافی قدرتمند داشته باشد، مجموعه ای از چالش های بزرگ را در پیش رو دارد. ناسا برای ساخت موشك هایی كه سریع تر به فضا برسند نیاز دارد مواد بهتری را استفاده نماید.

منبع: