کاربرد ریاضی در زندگی روزمره | قسمت اول

ریاضیات زندگی‌ها را نجات می‌دهد / ترسیم نقشه غرق شدن انسان‌ها در دریا

یک همکاری تحقیقاتی بین المللی روش ریاضی را توسعه داده است که می‌تواند عملیات جستجو و نجات در دریا را تسریع کند.

کد خبر: ۸۵۳۲۹۴

يکشنبه - ۱۸ خرداد ۱۳۹۹ / June 07, 2020

به گزارش خبرنگار فناوری خبرگزاری دانشجو، از آنجایی که کاربرد علوم مختلف در زندگی روزمره یکی از سوالات پرتکرار و همیشگی محصلان در کلاس‌های درس است بر آن شدیم تا بخشی از کاربرد‌های علوم گوناگون را به تفکیک مطرح کنیم. این قسمت کاربرد ریاضیات در نجات انسان‌ها از دریا!

هرساله صد‌ها نفر بر اثر حوادث کشتی و سقوط هواپیما در دریا جان خود را از دست می‌دهند. تیم‌های اورژانس زمان کمی برای نجات افراد در آب دارند، زیرا احتمال یافتن یک فرد زنده بعد از ۶ ساعت کاهش می‌یابد. فراتر از جزر و مد و شرایط جوی دشوار، جریان‌های ساکن ناپایدار ساحل اغلب عملیات جستجو و نجات را بسیار دشوار می‌کند.

بینش جدید در مورد جریان‌های ساحلی توسط یک تیم تحقیقاتی بین‌المللی به سرپرستی جورج هالر، استاد دینامیک غیرخطی در ETH زوریخ، در حال بررسی است. این تیم با استفاده از ابزار‌های تئوری سیستم‌های دینامیکی و داده‌های اقیانوسی، یک الگوریتم برای پیش‌بینی اینکه مکان‌ها و افراد شناور در آب کجا می‌روند، ایجاد کرده است. متیا سرا دانشجوی سابق دکترا در ETH زوریخ گفت: «کار ما پتانسیل روشنی برای نجات جان افراد دارد.»

امروزه در عملیات نجات دریایی، از الگو‌های پیچیده دینامیک اقیانوس و وضعیت آب و هوا برای پیش بینی مسیر حرکت اشیاء استفاده می‌شود. با این حال، برای تغییر سریع آب‌های ساحلی، چنین پیش‌بینی‌هایی به دلیل پارامتر‌های نامشخص و داده‌های از دست رفته غالبا نادرست هستند. در نتیجه، ممکن است یک جستجو در مکان اشتباه صورت گرفته و باعث از دست رفتن وقت شود.

تیم تحقیقاتی هالر نتایج ریاضی بدست آورده که پیش‌بینی می‌کند اشیاء شناور بر سطح اقیانوس باید در طول یک منحنی ویژه که آن‌ها را پروفایل‌های جذب می‌نامیم، جمع شوند. این منحنی‌ها برای چشم غیرمسلح نامرئی هستند، اما با استفاده از روش‌های ریاضی ساخته شده توسط تیم ETH، می‌توان از داده‌های جریان سطحی اقیانوس استخراج و ردیابی شود. این امر باعث می‌شود برنامه‌ریزی سریع و دقیق مسیر‌های جستجو که نسبت به روابط نامشخص در زمان و مکان حادثه حساسیت کمتری دارند، میسر شود.

تیم ETH با همکاری گروه مهندسی مکانیک MIT الگوریتم جدید خود را در دو آزمایش اقیانوسی جداگانه نزدیک ساحل شمال شرقی ایالات متحده انجام داد. با استفاده از داده‌های زمان واقعی در دسترس گارد ساحلی، آن‌ها دریافتند که شناور‌های پرتاب شده در آب به سرعت در امتداد این منحنی‌های شکل گرفته جمع می‌شوند.

هالر گفت: «از چندین رویکرد آزمایش شده در این پروژه این تنها الگوریتمی بود که به طور مداوم در همه جا کار می‌کرد.»

سرا، خاطرنشان کرد: «نتایج ما به سرعت بدست می‌آیند، تفسیر آن‌ها آسان و ارزان انجام می‌شود. برنامه بعدی تیم تحقیق آزمایش ابزار پیش‌بینی جدید در مناطق دیگر اقیانوس است. امیدواریم که این روش در همه جا یک بخش استاندار از ابزار‌های نگهبانان ساحلی شود.»