قام باحثون في مركز أبحاث التحول الصناعي للهندسة الرقمية لتحويل البنية التحتية للطاقة (TIDE) بجامعة غرب أستراليا بتحقيق اختراق رياضي مهم قد يساعد في تحويل أبحاث وتكنولوجيا المحيطات.
طور زميل الأبحاث الدكتور لاكلان أستفالك، من كلية الفيزياء والرياضيات والحوسبة بجامعة غرب أستراليا، وفريقه طريقة جديدة لتقدير الكثافة الطيفية، معالجين التحيزات القائمة منذ فترة طويلة وممهدين الطريق لدراسات أكثر دقة للمحيطات.
نُشرت الدراسة في مجلة بيوميتريكا، المعروفة بتركيزها على المساهمات المنهجية والنظرية الأصلية ذات القيمة المباشرة أو المحتملة في التطبيقات.
”إن فهم المحيط أمر بالغ الأهمية للعديد من المجالات، بما في ذلك الهندسة البحرية، وتقييم ونمذجة المناخ، وتقنيات الطاقة المتجددة، والدفاع والنقل،“ كما قال الدكتور أستفالك.
”تتيح طريقتنا الجديدة للباحثين والمتخصصين في الصناعة تطوير تقنيات المحيطات بثقة ودقة أكبر.“
تقدير الكثافة الطيفية هو تقنية رياضية تُستخدم لقياس مساهمة الطاقة في الإشارات المتذبذبة، مثل الأمواج والتيارات، من خلال تحديد الترددات التي تحمل أكبر قدر من الطاقة.
”تقليديًا، كان مقدر ويلش هو الطريقة المعتمدة لهذا التحليل نظرًا لسهولة استخدامه والاستشهاد به على نطاق واسع، ومع ذلك فإن هذه الطريقة تنطوي على مخاطر متأصلة للتحيز، مما قد يشوه التقديرات المتوقعة بناءً على افتراض النموذج، وهي مشكلة غالبًا ما يتم تجاهلها،“ كما قال الدكتور أستفالك.
طور فريق TIDE مقدر ويلش المصحح للتحيز، الذي يستخدم التعلم الإحصائي غير البارامتري لإزالة هذه التحيزات.
”تحسن طريقتنا دقة وموثوقية الحسابات الطيفية دون الحاجة إلى افتراضات محددة حول شكل البيانات أو توزيعها، وهو أمر مفيد بشكل خاص عند التعامل مع البيانات المعقدة التي لا تتبع أنماطًا تحليلية معروفة، مثل المد والجزر الداخلي في مناطق الرفوف المحيطية،“ كما قال الدكتور أستفالك.
تم تطبيق الطريقة الجديدة مؤخرًا في مشروع بحثي لـ TIDE من قبل المحاضر الأول في كلية المحيطات بجامعة غرب أستراليا والمتعاون مع TIDE، الدكتور مات رايسون، للنظر في عمليات المحيط غير الخطية المعقدة.
”المحيط صعب القياس والفهم والعمل الذي نقوم به يتعلق بكشف بعض تلك الألغاز،“ كما قال الدكتور رايسون.
“تعني الطريقة الجديدة أننا يمكن أن نفهم بشكل أفضل عمليات المحيط ونماذج المناخ والتيارات المحيطية ونقل الرواسب، مما يقربنا من تطوير الجيل التالي من نماذج المحيطات الرقمية.
لمزيد من الرؤى المماثلة، قم بزيارة موقعنا على www.international-maths-challenge.com.
الفضل في المقال يعود لجامعة غرب أستراليا.
