SOHA NEWS
Nhà toán học Randy Paffenroth đến từ Học viện Bách khoa Worcester (WPI) đã kết hợp hai khái niệm tưởng chừng không liên quan đến nhau là máy học và toán học của thế kỷ 19 để phát hiện ra sự không hoàn hảo của vật liệu nano carbon.
Đây là loại vật liệu được sử dụng để chế tạo thùng nhiên liệu tên lửa composite và các cấu trúc tàu vũ trụ khác bằng cách sử dụng thuật toán do anh tự phát triển.
Thuật toán do Paffenroth phát triển cho phép quét vật thể độ phân giải cao hơn và cung cấp hình ảnh chính xác hơn về tính đồng nhất của vật liệu và các khiếm khuyết tiềm năng khác.
Paffenroth cho biết, anh muốn tìm kiếm sự không hoàn hảo trong sợi miralon. Những sợi này được quấn quanh các cấu trúc như thùng nhiên liệu tên lửa và giúp chúng có thể chịu được áp lực cao. Nanocomp là một trong những công ty cung cấp hệ thống quét vật liệu nano để theo dõi sự đồng nhất không hoàn hảo của vật thể.
Còn giờ đây, Paffenroth và nhóm của ông đang sử dụng máy học để đào tạo máy học và dùng thuật toán để tăng độ phân giải ảnh chụp các sợi miralon lên gấp 9 lần.
Điều đáng nói là thuật toán này dựa khá nhiều vào Fourier Transform, một công cụ toán học được phát minh vào đầu những năm 1800. Nó cũng được ứng dụng để tách một hình ảnh thành các thành phần riêng lẻ.
Paffenroth chia sẻ: "Chúng tôi có mạng thần kinh tiên tiến và kết hợp với công cụ toán học đã có tuổi đời 250 năm, nó giúp cho mạng thần kinh hoạt động tốt hơn".
Fourier Transform giúp việc tạo ra một hình ảnh có độ phân giải cao trở nên dễ dàng hơn rất nhiều. Hãy tưởng tượng Fourier Transform như một chiếc kính mắt cho mạng thần kinh. Nó làm cho những thứ mờ ảo trông rõ ràng hơn khi áp dụng thuật toán.
Paffenroth cũng bày tỏ cảm giác thú vị khi kết hợp giữa máy học hiện đại và toán học cổ điển.
Miralon được sử dụng thành công trong không gian. Nó được bọc xung quanh các cấu trúc hỗ trợ trong tàu thăm dò Juno của NASA đang quay quanh Sao Mộc và được sử dụng để chế tạo, thử nghiệm các nguyên mẫu bình áp lực hỗn hợp carbon mới.
Hiện tại Nanocomp đang bắt đầu nghiên cứu các sợi miralon bền bỉ hơn gấp 3 lần nhằm cung cấp cho NASA. Và Paffenroth và nhóm nghiên cứu của ông đang giúp mục tiêu đó của Nanocomp trở thành sự thật.
Bob Casoni, Giám đốc chất lượng tại Nanocomp cho biết: "Nếu NASA cần xây dựng một hệ thống tên lửa mới đủ mạnh để bay tới Sao Hỏa và quay trở lại, nó sẽ phải đối mặt với một thách thức lớn. NASA sẽ cần có vật liệu tốt hơn để cho phép tên lửa có thể bay xa hơn, nhanh hơn và độ bền tốt hơn".
Casoni cho biết thêm, với thuật toán đang được phát triển của WPI và Paffenroth, Nanocomp rất kỳ vọng có thể ứng dụng nó trong nghiên cứu chế tạo loại vật liệu mới cho tàu vũ trụ.
Tham khảo InterestingEngineering