首页 > 业界 > 关键词  > 波后最新资讯  > 正文

MIT工程师利用AI技术解决在捕捉破碎波时遇到的复杂性问题

2022-05-27 14:30 · 稿源: cnbeta

当海浪膨胀到一个临界高度时就会发生破碎,然后在波峰处坠落成水滴和气泡的淋浴。这些波浪可以大到像冲浪者的破碎波点,小到像滚到岸边的温柔涟漪。几十年来,波浪如何以及何时破碎的动态变化对科学家来说仍旧太过复杂而无法预测。

现在,来自麻省理工学院的工程师们已经找到了一种新方法来模拟海浪如何破碎。研究人员利用机器学习和波浪罐测试的数据调整了以前用于预测波浪行为的方程式。据悉,工程师们经常使用这种方程来帮助他们设计坚固的海上平台和结构。但直到现在,这些方程还无法捕捉到破碎波的复杂性。

研究人员发现,修改后的模型能更准确地预测波浪如何以及何时会破碎。比如跟与传统的波浪方程相比,该模型能更准确地评估波浪在破碎前不久的陡峭度以及破碎后的能量和频率。

他们的成果最近发表在《自然通讯》上,其将帮助科学家了解破碎波如何影响它周围的水。准确地了解这些波浪如何相互作用可以帮助做出海上结构的设计。另外,它还可以改善对海洋跟大气相互作用方式的预测。有了对波浪如何破碎的更好估计,科学家可以预测诸如海洋可以吸收多少二氧化碳和其他大气气体等问题。

这项研究的报告作者Themis Sapsis说道:“这听起来可能是一个细节,但如果你把它的影响乘以整个海洋的面积,破碎波开始变得对气候预测具有根本性的重要性。”Sapsis是机械和海洋工程的副教授,也是MIT数据、系统和社会研究所的一名成员。

学习罐

为了预测破碎波的动态,科学家通常采取以下两种方法的其中一种--他们要么尝试在单个水和空气分子的尺度上精确模拟波浪,要么通过实验的方式以试图用实际测量来描述波浪的特征。第一种方法计算成本高,即使在小范围内也很难模拟;第二种方法需要大量的时间来进行足够的实验以产生具有统计学意义的结果。

MIT的团队则从这两种方法中借鉴了一些片段,然后利用机器学习开发出了一个更有效和准确的模型。研究人员从一套被认为是波浪行为的标准描述的方程开始。他们的目标是通过在实际实验中的破碎波数据上“训练”该模型来改进该模型。

研究人员通过在一个40米长的水箱中进行实验获得破碎波数据。水箱的一端装有一个桨,研究小组用它来启动每个波浪。研究小组将桨设置为在水箱的中间产生一个破碎波,然沿着水箱的长度测量水的高度。

“进行这些实验需要大量的时间。在每个实验之间,你必须等待水完全平静下来然后再启动下一个实验,否则它们会相互影响,”Eeltink说道。

安全港湾

据了解,研究团队总共进行了约250次实验,他们用其中的数据来训练一种被称为神经网络的机器学习算法。具体来说,该算法被训练来比较实验中的真实波和简单模型中的预测波,根据两者之间的任何差异,该算法调整模型以适应现实。

在对实验数据进行训练后,研究团队将模型引入到全新的数据中。在这种情况下,来自两个独立实验的测量结果,每个实验都在不同尺寸的波浪槽中运行。在这些测试中,研究人员发现更新的模型比简单的、未经训练的模型做出了更准确的预测。

另外,新模型还捕捉到了破碎波的一个基本属性,即“下移”,即波的频率被转移到一个较低的值。一个波的速度取决于它的频率。对于海浪来说,低频率的海浪比高频率的海浪移动得更快。因此,在下移之后,波浪将移动得更快。新模型在每个破碎波前和破碎波后预测了频率的变化,这在准备沿海风暴时可能特别有用。

该研究团队更新的波浪模型是以开源代码的形式出现,这意味着其他人可能会使用它。另外,该代码还可以用于海上平台和海岸结构的模拟测试。

Sapsis介绍道:“这个模型的首要目的是预测波浪会做什么。如果你没有正确地模拟破碎波,那么它将对结构的行为产生巨大的影响。有了这个,你可以模拟波浪,从而帮助更好、更有效地设计结构,且没有巨大的安全系数。”

举报

  • 相关推荐
  • 腾讯会议崩了上热搜 官方回应:工程师正加速抢修

    关于“腾讯会议崩了”的话题迅速攀升至微博热搜榜,激发了广大网友的热切关注和热烈讨论。众多网友纷纷反馈,在尝试进入会议室时遭遇困难,屏幕持续显示网络问题提示,导致无法顺利参与会议。我们期待腾讯会议能够继续为用户提供更加稳定、高效、便捷的音视频会议服务。

  • 苹果前首席工程师孔龙加盟复旦大学微电子学院

    苹果公司前首席工程师孔龙近日正式加入复旦大学,出任研究员兼博士生导师。根据复旦大学微电子学院官网信息,孔龙将在射频集成电路与系统设计、数模混合模拟计算芯片以及高速数据接口集成电路等领域开展研究工作.孔龙拥有扎实的学术背景和丰富的行业经验。这些高层次芯片人才的回流,将为中国集成电路教育和研发注入新的活力。

  • 法拉利大牛加盟小米汽车:任首席空气动力学工程师

    走运动和性能路线的小米汽车无疑获得了非常大的成功,目前无论是SU7还是SU7Ultra都供不应求。但这距离成为真正的世界级车企相差甚远,因此小米还需加倍努力招揽世界顶级人才必不可少。除去薪资待遇,或许正是这种追求极致的精神才让业界顶级人才为之倾心,以至于法拉利大佬都甘愿加盟一个成立才几年的汽车品牌,不得不说这确实是个好事情,正如唐太宗李世民所言,天下英雄尽入吾彀中矣”,何愁大事不成。

  • 雷军被用户狂赞:小米SU7故障工程师往返上千公里免费维修

    小米SU7的售后有多优秀,只有买它的车主才能知道吧。四川一名小伙开小米SU7自驾游遇刹车灯故障,上报客服后工程师连夜驱车追赶修理,来回1000多公里,全程免费!真的非常感谢他们,在下大暴雪的天气还能过来。

  • 那个利用 AI 通过亚马逊、Meta面试的大学生,被学校开除了!

    哥伦比亚大学的学生罗伊・李称,他在开发了一款AI工具后被学校停学了——这款工具曾帮助他通过了Meta、亚马逊和TikTok严苛的技术面试。李在3月26日领英上的一篇帖子中写道:“我因为抵制Leetcode面试被哥伦比亚大学开除了。承担这么大的风险,把我的心理承受能力逼到了极限,但我很高兴自己这么做了。

  • 一名大学生利用AI“通过”亚马逊、meta的面试后,他被举报了……

    一名哥伦比亚大学的学生借助AI帮自己获得了亚马逊、Meta和TikTok的实习机会,然,他却因此面临着学校的纪律听证会。这位名叫罗伊・李的学生正与哥伦比亚大学对峙,他表示,听证会举行时他不会在学校,他打算离开这所大学他开发的用来蒙骗大型科技公司的AI程序证明了这些公司提供的工作已经“落伍”了。“大型科技公司没有动力作出改变,”他说,“在当今这个世界,试图通过标准化测试来衡量解决问题的能力的方式已经过时了。

  • TCL Ai Me亮相AWE 2025!看INDEMIND如何让Ai Me成为纵横家庭的AI舞者

    继CES2025首秀引发全球关注后,全球首款分体式AI陪伴机器人TCLAiMe再次登陆AWE2025,凭借其颠覆性交互设计与强大的自主移动能力又一次成为全场焦点。这款由TCL与INDEMIND联合打造的创新产品,不仅重新定义了家庭陪伴方式,更通过全场景视觉感知技术助力机器人实现从"功能执行"到"情感共生"的跨越式突破。它不仅重新定义了家庭AI的交互边界,更预示着人机关系从"功能执行"向"情感共生"的范式转移。

    13天前
  • 以前16小时的工作,现在1小搞定!AI医疗的新世界

    “过去一周,我每天晚上都和家人一起吃晚饭,这是我们几年前做梦也不敢想的事。”AI大幅降低了医疗人员们的工作量。”据全球市场研究公司MarketsandMarkets表示,全球AI医疗保健市场规模预计将从去年的149亿美元,增长11倍以上,至2030年的1642亿美元,年均增长率高达49.1%。

  • AI像自来水一样简单,华为云通用AI解决方案体验

    前言通用AI是一种能够像人类一样进行思考、学习和推理的人工智能系统。与特定领域的人工智能不同,通用AI可以处理各种类型的任务,包括自然语言处理、图像识别、机器学习等,具有广泛的适用性和高度的灵活性。感兴趣的朋友尽快去看看吧!

  • 迈富智能体一体机,如何破解传统AI服务的瓶颈?

    3月29日,Marketingforce迈富时在昆山市盛大举办了智能体一体机系列产品发布会。自从年初DeepSeek出现后,显著降低了开源模型的部署成本,在政务/金融等领域掀起私有化部署潮,商业一体机的经济价值正在被更多人认可。迈富时的创新模式具备三个方面的战略价值:安全可控——本地化部署确保核心数据主权成本革命——终端即服务模式大幅降低算力投入进化能力——离线联邦学习实现模型持续迭代双终端体系:中心边端协同进化迈富时不仅推出智能体一体机配备智能体笔记本,形成“中心边端”协同进化的双终端体系,重新定义了政企智能化转型的技术范式,精准匹配不同场景需求,为行业带来全新生态体验。

热文

  • 3 天
  • 7天