Bütindünýä ylym we tehnologiýa jemgyýetiniň iň esasy üns merkezine öwrülen täze bir açyş, matematiki hasaplamalaryň geljegini bütinleý üýtgedip biler. ABŞ-nyň Pensilwaniýa uniwersitetiniň (Penn Engineers) alymlary şu maý aýynda, ylmyň iň çylşyrymly we kyn meselelerinden biri hasaplanýan “ters hususy differensial deňlemelerini” (inverse PDEs) çözmek üçin täze we has kämil emeli aň usulyny döredendiklerini habar berdiler. “Mollifier Layers” (Ýumşadyjy gatlaklar) diýlip atlandyrylan bu innowasion usul, tebigatdaky hadysalaryň gizlin sebäplerini anyklamakda ulanylýan adaty usullaryň kemçiliklerini aradan aýryp, hasaplama ýüküni we sarp edilýän wagty taryhda görlüp-eşidilmedik derejede azaldýar.
Ters deňlemeler näme we olar näme üçin möhüm?
Pensilwaniýa uniwersitetiniň materiallary öwreniş we inženerçilik boýunça professory Wiwek Şenoýyň (Vivek Shenoy) köpçülige ýetiren ylmy beýanatynda belleýşi ýaly, ters meseläni çözmek “howuza gaçan daşyň dörän tolkunlaryna syn edip, şol daşyň haýsy nokatdan we nähili gaçandygyny yzyna yzarlap tapmaga” meňzeýär. Hususy differensial deňlemeler howa ulgamlary, ýylylygyň paýlanyşy ýa-da ilat sanynyň ösüşi ýaly üýtgeşmeleri wagtyň we giňişligiň çäginde düşündirýär. Emma ters deňlemeler has kyn sowaly orta atýar: ylym eýýäm bolup geçen netijeleri (tolkunlary) ulanyp, ony döreden başlangyç gizlin güýçleri tapmaly bolýar.
”Mollifier Layers” tehnologiýasy nähili işleýär?
Şu wagta çenli emeli aň ulgamlary bu ters deňlemeleri çözmek üçin “rekursiw awtomatiki differensiallama” atly usuly ulanýardylar. Bu usul, esasan hem maglumatlarda näsazlyklar (şum) bolanda, emeli aňyň ýadyny aşa köp sarp edip, durnuksyzlyga we haýallyga getirýärdi. Ylmy toparyň hödürlän täze çözgüdi bolsa, 1940-njy ýyllarda nemes matematigi Kurt Otto Fridrihs tarapyndan öňe sürlen “mollifier” (ýumşadyjy) guralyna esaslanýar. Emeli aňyň neýron toruna ýörite “Mollifier” gatlagy goşulýar we ol çylşyrymly, “sarsgynly” maglumatlary agyr hasaplamalara girmezden öň tekizleýär (ýumşadýar). Bu innowasiýa netijesinde, agyr differensial hasaplamalar neýron torynyň üstünden aýrylyp, analitik we aýdyň bir amal arkaly ýerine ýetirilýär. Netijede, synaglarda ýadyň sarp edilişi 1,20 gigabaýtdan 0,24 gigabaýta çenli peseldi we hasaplama tizligi ep-esli ýokarlandy.
Genetikadan howa maglumatyna çenli täze eýýam
Bu diňe bir matematiki üstünlik däl, eýsem hakyky durmuşdaky ylmy barlaglaryň tizligini artdyrjak amaly çözgütdir. Täze usul DNK-nyň (hromatiniň) öýjügiň içinde nähili eplenýändigini öwrenmekden we rak keseliniň ýaýramagyny seljermekden başlap, howa ýagdaýynyň takyk çaklamalaryna çenli köp pudakda ulanylyp bilner. Aýratyn-da, maglumatlaryň ýalňyş ýa-da näsaz bolan ýagdaýynda-da “Mollifier Layers” ulgamynyň asylky wezipesini ýokary takyklyk bilen ýerine ýetirip bilmegi, inženerçilik we biologiýa pudagynda uly öwrülişik hasaplanýar.
Emeli aňyň we amaly matematikanyň şeýle kämil derejede birleşmegi, ylmy barlaglaryň öňündäki iň uly böwetleriň birini bütinleý aradan aýyrýar. Geljekde bu we şuňa meňzeş innowasion algoritmleriň köpelmegi, tebigatyň we biologiýanyň entek açylmadyk çuňluklaryny adamzadyň peýdasyna açmaga giň ýol açar.
