ตามเนื้อผ้าในการทํานายพฤติกรรมของคลื่นโต้คลื่นนักวิทยาศาสตร์ใช้หนึ่งในสองวิธี: อย่างใดอย่างหนึ่ง
ในผลงานใหม่ของเขาที่ตีพิมพ์ในวารสารการสื่อสารธรรมชาติ นักวิทยาศาสตร์ที่ MIT ใช้ทั้งวิธีการและการเรียนรู้ของเครื่องเพื่อทำนายพฤติกรรมของคลื่นแตกอย่างมีประสิทธิภาพ นักวิจัยพบว่ารูปแบบใหม่นี้ดีกว่าในการทำนายว่าคลื่นจะแตกอย่างไรและเมื่อไหร่ ตัวอย่างเช่น AI ประเมินความชันของคลื่นในทันทีก่อนแตก รวมไปถึงพลังงานและความถี่หลังการแตก ซึ่งแม่นยำกว่าสมการคลื่นทั่วไป
นักวิจัยได้รวบรวมข้อมูลการเคลื่อนที่ของคลื่นในช่วงเวลาทดลองในถัง 40 เมตร ที่ปลายด้านหนึ่งของถัง ผู้เขียนงานได้ติดตั้งไม้พาย ซึ่งการเคลื่อนที่ทำให้เกิดคลื่นตรงกลางถัง เซ็นเซอร์ตลอดความยาวของสระวัดความสูงของน้ำเมื่อคลื่นแพร่กระจาย
การทดลองดังกล่าวใช้เวลานานเวลา. ระหว่างการทดลองแต่ละครั้ง คุณต้องรอจนกว่าน้ำจะสงบสนิทก่อนเริ่มการทดลองครั้งต่อไป มิฉะนั้นจะส่งผลถึงกันและกัน
Debbie Iltink ผู้ร่วมเขียนการศึกษา
ภาพ: MIT
นักวิทยาศาสตร์ได้ทำการทดลองประมาณ 250 ครั้งและใช้ข้อมูลการวัดเพื่อฝึกโครงข่ายประสาทเทียม ตัวอย่างเช่น อัลกอริธึมได้เรียนรู้การเปรียบเทียบคลื่นจริงในการทดลองกับคลื่นที่ทำนายในแบบจำลองอย่างง่าย และปรับแบบจำลองให้ตรงกับความเป็นจริงโดยพิจารณาจากความแตกต่างระหว่างคลื่นทั้งสอง
หลังจากฝึกอัลกอริธึมในการทดลองนักวิจัยเหล่านี้ทดสอบประสิทธิภาพของโครงข่ายประสาทเทียมกับข้อมูลของการทดลองอิสระสองครั้ง ซึ่งแต่ละการทดลองจะดำเนินการในถังคลื่นแยกกันซึ่งมีขนาดต่างกัน การทดสอบแสดงให้เห็นว่าโครงข่ายประสาทเทียมทำนายได้แม่นยำกว่าผลลัพธ์ที่ได้จากสมการคลื่น
ในฐานะผู้เขียนบันทึกงาน AI ก็ถูกจับเช่นกันคุณสมบัติสำคัญของคลื่นแตก เรียกว่า "ลดเกียร์" ซึ่งความถี่ของคลื่นจะเปลี่ยนเป็นค่าที่ต่ำกว่า ตามที่นักวิจัยกล่าวว่านี่เป็นปัจจัยที่สำคัญมากเพราะเมื่อความถี่ลดลงคลื่นก็จะเร่งตัวขึ้น โครงข่ายประสาทคาดการณ์การเปลี่ยนแปลงความถี่ก่อนและหลังคลื่นแตกแต่ละคลื่น ซึ่งอาจมีความสำคัญอย่างยิ่งเมื่อเตรียมรับพายุชายฝั่ง
“ถ้าคุณต้องการทำนายเมื่อสูงคลื่นจะไปถึงท่าเรือและปล่อยไว้ก่อนที่คลื่นเหล่านี้จะมาถึง จากนั้นหากคุณได้รับความถี่คลื่นผิด ความเร็วในการเข้าใกล้คลื่นที่คำนวณได้จะผิดพลาด” Yltink กล่าวเสริม
นักวิจัยได้นำเสนอแบบจำลองของพวกเขาในรูปแบบซอฟต์แวร์โอเพ่นซอร์สที่มีให้สำหรับผู้ใช้ทุกคน ผู้เขียนเชื่อว่ามีประโยชน์ เช่น ในการสร้างแบบจำลองสภาพภูมิอากาศของความสามารถของมหาสมุทรในการดูดซับก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์และก๊าซในชั้นบรรยากาศอื่นๆ ตลอดจนสำหรับการจำลองการทดสอบแพลตฟอร์มนอกชายฝั่งและสิ่งอำนวยความสะดวกชายฝั่ง
อ่านเพิ่มเติม:
มันถูกตามล่ามาหลายศตวรรษ: เรารู้อะไรเกี่ยวกับดาววัลแคนข้างดวงอาทิตย์?
นักฟิสิกส์ได้ทดลองยืนยันกฎพื้นฐานใหม่สำหรับของเหลว
นักดาราศาสตร์พบดาวเคราะห์ใกล้โลก มีวงโคจรที่แปลกประหลาดมาก