02/07/2013 - Mathematik, wie ein Schiff auf See segelt

Menéame

Die Frage, wie sich ein Boot bewegt, ohne dass es ins Meer geworfen werden muss, ist dank eines mathematischen Modells möglich, das von Forschern der UNED und Universidad Complutense de Madrid. Die Wissenschaftler haben die Gültigkeit der Technik auf einem Schiff von mehr als vier Meter Länge nachgewiesen.

Die Durchführung von Versuchen auf See bringt hohe wirtschaftliche Kosten mit sich und kann, wenn sie fehlschlägt, für die Anwender gefährlich werden. Um dieses Problem zu lösen, leiteten Forscher der UNED eine Studie, in der sie ein mathematisches Modell entwickelten, das das Verhalten des Schiffes bei einfachen Fahrvorgängen beschreibt.

"Wir konnten feststellen, dass das Modell dem tatsächlichen Verhalten des Fahrzeugs entspricht," erklärt David Moreno-Salinas, Forscher der Abteilung für Informatik und Automation der UNED und Hauptautor der Studie.

Dies würde die Gültigkeit des Modells beweisen und kann dazu verwendet werden, Kontrollalgorithmen in Simulationen zu testen, ohne dass das Boot im Wasser getestet werden muss, wie es in der Zeitschrift veröffentlicht wird. Journal of Applied Mathematics.

In der Studie, an der auch Forscher an der Complutense University in Madrid teilnehmen, zeigen Wissenschaftler, wie das Verhalten des Simulationsmodells mit dem tatsächlichen Verhalten des Schiffes übereinstimmt. Das benutzte Schiff war ein 4,38 Meter langes Schiff.

Die angewandte Technik (LS-SVM) wird in der Regel im Datenbergbau eingesetzt und ist für die Identifizierung und Modellierung physischer Systeme, wie z. B. das Verhalten eines Bootes, sehr nützlich. In früheren Untersuchungen wurde es als Simulationswerkzeug verwendet, aber bisher war es noch nie mit echten Schiffen verglichen worden.

"Mit dieser Technik wollen wir die Parameter des Modells schnell und einfach definieren, ohne eine große Anzahl von Experimenten durchführen zu müssen," so Moreno-Salinas.

Der nächste Schritt wird darin bestehen, das Tool zur Untersuchung des Verhaltens anderer Fahrzeugtypen wie Taucher oder unbemannte Luftfahrzeuge zu verwenden.

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Bibliographische Referenz:

David Moreno-Salinas, Dictin Chaos, Jesus Manuel de la Cruz und Joaquín Aranda. "Identification of a Surface Marine Vessel Using LS-SVM," Journal of Applied Mathematics2013. ABl.: 10.1155/2013/803548.

Bild: Boot mit einer Länge von 4,38 Metern zur Prüfung des Modells / DMS. (Quelle UNED)

Weitere Informationen:

Laura Chaparro - Referat Wissenschaftliche Kultur (UCC+i/FECYT)

OTRI-UNED

lchaparro@fsof.uned.es

91 398 9682

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