برای بیش از یک قرن، ریاضیدانان و فیزیکدانان با چالشهای ناشی از حرکت سیالات و پیشبینی رفتار آنها مواجه بودهاند. از جمله این چالشها میتوان به نحوه چرخش هوا اطراف بال یک هواپیما یا جریان آب در لولهها اشاره کرد. اخیراً آزمایشگاه دیپمایند گوگل با استفاده از هوش مصنوعی پیشرفت مهمی در این زمینه داشته است. در دورانی که همواره سوالاتی درباره ارزش سرمایهگذاری در هوش مصنوعی مطرح میشود، فعالیت دیپمایند در این حوزه دلگرمکننده است. دیپمایند، آزمایشگاه تحقیقاتی هوش مصنوعی که بیش از یک دهه پیش توسط گوگل خریداری شد، تحت رهبری دمیس هاسابیس فعالیت میکند.
سیالات به دلیل غیرقابلپیشبینی بودن، معادلات مربوط به مدلسازی رفتارشان بهطور کامل قابلحل نیستند. فیزیکدانان برای استفاده از این معادلات مجبور به پذیرش فرضیاتی مانند چسبندگی ثابت یا تغییر تدریجی فشار هستند. حتی در سادهترین شرایط نیز ممکن است معادلات به مقادیر غیرواقعی مانند فشار بینهایت یا جهشهای غیرقابلباور در سرعت منجر شوند. این وضعیتها به عنوان تکینگیها شناخته میشوند و لحظاتی هستند که ریاضی دیگر قادر به پیشبینی رفتار واقعی سیال نیست. تکینگیها میتوانند پایدار یا ناپایدار باشند. تکینگیهای پایدار راحتتر شناسایی میشوند، اما تکینگیهای ناپایدار بسیار دشوارتر قابل کشفاند.
با استفاده از یادگیری ماشین و مدلهای هوش مصنوعی تخصصی، محققان دیپمایند توانستهاند خانوادههای جدیدی از تکینگیهای ناپایدار را در سه معادله متفاوت دینامیک سیالات کشف کنند. آنها با جاسازی ساختار خود معادلات در مدلهای هوش مصنوعی و بهینهسازی مرحلهبهمرحله این مدلها، به دقتی در حد سطح محاسبات ماشینی دست یافتهاند که برای تأیید رسمی نتایج توسط ریاضیدانان کافی بوده است. این کشف میتواند به دانشمندان کمک کند تا بهتر بفهمند تلاطم، یعنی رفتار آشفته و انرژیبر سیالات، چگونه در طبیعت و مهندسی رخ میدهد. این موضوع میتواند به درک بهتر زمینههایی مانند نیروی پسای هواپیما، سامانههای آبوهوایی و جریان خون کمک کند. همچنین ممکن است در آینده باعث شود پروازها کمتر تکان داشته باشند. این پیشرفتها میتواند به نظارت بهتر بر آشفتگی شدید سیالات کمک کند، حالتی که پیشبینیاش بسیار دشوار است. اکنون که دیپمایند تکینگیهای ناپایدار جدیدی کشف کرده، دانشمندان میتوانند جریانهای متلاطم را بهتر پایش کنند و درک بهتری از محدودههایی داشته باشند که این معادلات واقعاً معتبرند.
