Η κατανόηση και η πρόβλεψη σύνθετων φυσικών συστημάτων εξακολουθεί να αποτελεί σημαντική πρόκληση στην επιστημονική και μηχανική έρευνα. Το μοντέλο μάθησης του μηχανήματος, ενώ είναι αποτελεσματικό, συνήθως δεν συμμορφώνεται με τους βασικούς κανόνες της φυσικής, οι οποίοι οδηγούν σε λανθασμένα ή λανθασμένα αποτελέσματα. Για την επίλυση αυτού του προβλήματος. Η εκμάθηση της φυσικής έχει γίνει μια λύση ενσωματώνοντας αυτούς τους κανόνες στη μορφή μάθησης του μηχανήματος. Ωστόσο, η δημιουργία ακριβών συνθηκών που επιβάλλουν αυτούς τους κανόνες είναι ιδιαίτερα δύσκολο να αντιμετωπιστούν με σύνθετες μαθηματικές εξισώσεις, ο Δρ Sandor Molnar από την Academia Sinica και ο καθηγητής Joseph Godfrey και ο Dr. Binyang Song από την Virginia Tech. Το έργο τους που δημοσιεύεται στο Journal of Heliyon πρότεινε μια ισορροπημένη εξίσωση για να συνδυάσει τη φυσική με το στυλ μάθησης της μηχανής συστηματικά.
Η μέθοδος εκμάθησης της παραδοσιακής φυσικής εξαρτάται από τις συνθήκες της τροπολογίας που λαμβάνεται από τη διοικητική εξίσωση για να διασφαλιστεί ότι είναι σύμφωνη με τον φυσικό νόμο. Ωστόσο, ο προσδιορισμός αυτών των τροποποιήσεων είναι συχνά ασυνεπής και στερείται διεθνών κατευθυντήριων γραμμών. Η ισορροπημένη εξίσωση που λέγεται ότι λέγεται με τη λήψη όλων των βασικών εξισώσεων της κλασικής φυσικής – καθώς και πώς να εξηγηθεί πώς πρέπει να έχει το υγρό, το υλικό που είναι τεντωμένο και η μεταφορά θερμότητας – από τη μόνη εξίσωση ισορροπίας. Αυτή η εξίσωση περιγράφει τη διατήρηση και την κίνηση της φυσικής ποσότητας όπως η δύναμη και η ενέργεια. Με τη χρήση συγκεκριμένων υλικών σχέσεων, οι ερευνητές μπορούν να προσαρμόσουν την εξίσωση να ισορροπούν με διαφορετικές επιστήμες, καθιστώντας εύκολο να συνδυάσουν τη φυσική με το μοντέλο μάθησης του μηχανήματος.
Ο καθηγητής εξήγησε επίσης: “Δείχνουμε ότι όλες αυτές οι εξισώσεις μπορούν να ληφθούν από τη μόνη εξίσωση που ονομάζεται γενική εξισώσεις ισορροπίας με μια συγκεκριμένη σχέση που είναι μια ισορροπημένη εξίσωση με έναν συγκεκριμένο τομέα”.
Ένα από τα σημαντικά οφέλη αυτής της μεθόδου είναι η δυνατότητα επιβολής φυσικών κανόνων συστηματικά χωρίς να χρειάζεται πρόσθετη προσαρμογή για διάφορους τύπους εξισώσεων. Οι ερευνητές δείχνουν πώς οι μέθοδοι τους καταγράφουν σύνθετα συστήματα με την επίλυση του προβλήματος των προβλέψεων και των μηχανικών προβλημάτων στην εκμάθηση της φυσικής. Η πρόβλεψη των προβλέψεων σχετικά με τις προσδοκίες του συστήματος θα αλλάξει ανάλογα με τον φυσικό νόμο που είναι γνωστό, ενώ τα προβλήματα μηχανικής σχετίζονται με την ανακάλυψη άγνωστων κανόνων ελέγχοντας τα δεδομένα του πραγματικού κόσμου. Οι μέθοδοι τους επιτρέπουν την επίλυση και τους δύο τύπους προβλημάτων χρησιμοποιώντας την ίδια μέθοδο, βελτιώνοντας την αποτελεσματικότητα και την ακρίβεια του μοντέλου μάθησης του μηχανήματος που έχει σχεδιαστεί για να λειτουργεί με φυσικά συστήματα.
Μία από τις πιο σημαντικές πτυχές αυτής της έρευνας είναι μια ποικιλία χρήσης σε διαφορετικές επιστήμες. Πώς να εξισορροπήσετε την εξίσωση μπορεί να χρησιμοποιηθεί για την προσομοίωση της μεθόδου ροής υγρού και αερίου, πώς να συμβεί και πώς να αντιδράσει η ηλεκτρική ενέργεια συλλέγοντας διαφορετικές φυσικές αρχές κάτω από μία εξίσωση. Αυτή η μέθοδος δεν είναι μόνο αλλά μόνο η διαδικασία συνδυασμού της φυσικής με το στυλ μάθησης του μηχανήματος, αλλά παρέχει επίσης πιο αξιόπιστες και ρυθμιζόμενες μεθόδους που οι ερευνητές δίνουν χρήσιμα παραδείγματα, δείχνοντας πώς μπορούν να χρησιμοποιηθούν τα πλαίσια τους, αποδεικνύοντας την ευελιξία και τα οφέλη σε πραγματικές καταστάσεις.
Ο καθηγητής δήλωσε επίσης ότι η σημασία της ανακάλυψής τους: “Η μέθοδος μας δείχνει ότι μπορεί να συμμορφωθεί με ένα ενιαίο πλαίσιο για να συνδυάσει τη φυσική με το μοντέλο μάθησης των γενικών επιπτώσεων.
Ενώ η εκμάθηση του μηχανήματος εξακολουθεί να διαδραματίζει σημαντικό ρόλο στην επιστημονική έρευνα για να διασφαλιστεί ότι οι προβλέψεις είναι σύμφωνες με τη φυσική πραγματικότητα είναι απαραίτητες. Το πλαίσιο εξίσωσης παρουσιάζει σημαντικά βήματα στο μοντέλο μάθησης του μηχανήματος που είναι πιο αξιόπιστο και κατανοητό για σύνθετα συστήματα. Ο καθηγητής τονίζει επίσης τον ευρύτερο αντίκτυπο της δουλειάς του, λέγοντας: “Η ισορροπία της εξίσωσης, η ισορροπία των φυσικών περιορισμών στο νευρικό δίκτυο με το PINN, καθορίζοντας την ισορροπία και τη σχετική εξίσωση”. Το μέλλον είναι η εκμάθηση της φυσικής “πρόσθεσε ο Δρ Molnar.
Παρουσιάζοντας μια δομή και μια διεθνή μέθοδο για το συνδυασμό της φυσικής με την εκμάθηση αυτού του μηχανήματος, θέτοντας τα θεμέλια για μελλοντική βελτίωση στη δημιουργία ενός μοντέλου υπολογισμού, ανοίγει την πόρτα για ακριβέστερη προσομοίωση. Οι καλύτερες προβλέψεις και σε πληροφορίες σχετικά με τη συμπεριφορά του φυσικού και μηχανικού συστήματος.
Περιοδικό αναφοράς
Molnar SM, Godfrey J., Song Β. “Η ισορροπία της εκμάθησης της φυσικής” Heliyon, 2024; 10: E38799 DOI: https://doi.org/10.1016/j.heliyon.2024.e38799
Σχετικά με τον συγγραφέα
Joseph R Godfrey Γεννήθηκε στις 15 Απριλίου 1958 στο San Hose Costa Rica. Έλαβε πτυχίο BS στα Μαθηματικά από το Πανεπιστήμιο του Σικάγο το 1979 και ένα διδακτορικό δίπλωμα σε μια φυσική υψηλής ποιότητας από το Πανεπιστήμιο της Notre Dame. Το 1987, ο καθηγητής ήταν επί του παρόντος ο διευθυντής του έργου διαχείρισης μηχανικών (MEA) στο Τμήμα Βιομηχανικών Μηχανικών και Μηχανικών Συστήματος. Η ευθύνη του περιλαμβάνει τη διαχείριση και την ανάπτυξη του προγράμματος προσλήψεων των φοιτητών και την ανάπτυξη συνεργασίας με δημόσιους και ιδιωτικούς θεσμούς.
Sandor M. Molnar Γεννήθηκε στις 27 Αυγούστου 1955 στην Ουγγαρία της Βουδαπέστης. Έλαβε δίπλωμα αστρονομίας από το Πανεπιστήμιο του Eotvos, τη Βουδαπέστη, την Ουγγαρία, το 1979 και δύο βαθμούς MSC (στην αστρονομική φυσική) από το Πανεπιστήμιο της Μασαχουσέτης στο AM Hersts το 1993 και το 1995. Έλαβε Ph.D. Από το Πανεπιστήμιο του Μπρίστολ, το Εθνικό Συμβούλιο Έρευνας της Ταϊλάνδης, ήταν Ph.D. Πανεπιστήμιο της Ουάσινγκτον, Πανεπιστήμιο της Ζυρίχης) πριν από την ένταξή του στην αστρονομία και το αστρονομικό Ινστιτούτο Φυσικής στο Academia Sinica στην Ταϊπέι, ως επιστήμονας που επισκέφθηκε το 2007, έχει περισσότερες από 70 δημοσιεύσεις στην αστρονομία και τον γαλαξία και τα σχετικά θέματα. Ο Δρ Molnar δημοσιεύθηκε το 2015.
