28/11/2017 - Ils développent un nouveau système de simulation informatique qui nécessite moins de ressources pour traiter l'information.

Menéame

L'ingénieur industriel Aitor Plaza Pertolas a développé un ensemble de techniques et d'algorithmes pour simuler le fonctionnement de systèmes mécaniques tels que les véhicules, les trains, les robots ou les éoliennes, avec l'avantage que l'ordinateur a besoin de moins de temps et de ressources de mémoire pour traiter l'information. Cette recherche, contenue dans sa thèse de doctorat lue dans la Université publique de Navarre (UPNA), ouvre la porte à l'utilisation d'ordinateurs à faible puissance de calcul.

Simuler le fonctionnement d'un mécanisme nécessite des langages de programmation pour calculer les équations dynamiques de la mécanique. L'une des principales limites de cette programmation est le temps d'exécution excessif dont l'ordinateur a besoin pour générer ces équations, même pour des problèmes simples. Dans votre thèse de doctorat, Aitor Plaza a développé un ensemble de techniques et d'algorithmes qui peuvent être utilisés avec n'importe quelle formulation et avec n'importe quel type de coordonnées et dont les résultats sont pratiquement identiques à ceux obtenus avec le meilleur des formulations.

En plus d'obtenir une qualité optimale dans le code généré, le principal avantage de ces techniques est que les équations obtenues sont optimisées. "L'ordinateur étant optimal, il a besoin de moins de temps pour "digérer" pour travailler avec elles et, par conséquent, il ouvre la porte à l'utilisation d'ordinateurs avec moins de puissance de calcul," note Aitor Plaza, dont la thèse, dirigée par le professeur du département de l'ingénierie mécanique, énergétique et des matériaux Javier Ros Ganuza, a obtenu le statut de remarquable "cum laude."

Une autre contribution de la thèse a été d'éliminer le processus de simplification trigonométrique pour générer des équations symboliques optimales. "Les équations des systèmes mécaniques sont généralement susceptibles d'être simplifiées, explique Aitor Plaza. Cette simplification permet de réduire la taille des équations, mais de les réaliser suppose un temps d'informatique considérable. La technique proposée obtient directement les équations simplifiées trigonométriquement sans avoir à effectuer explicitement cette simplification, ce qui permet de générer un code optimal, plus rapide et avec moins de ressources de mémoire."

Applications diverses

Au cours de la thèse, l'ingénieur a eu l'occasion de mettre en œuvre sa proposition dans un projet de collaboration entre le groupe de recherche en génie mécanique appliquée et informatique-IMAC de l'UPNA, dont il fait partie, et une entreprise du secteur ferroviaire. Une partie de ce projet a été le développement du modèle informatique d'une locomotive pour être utilisé dans différentes expériences virtuelles. " Comme il s'agissait d'un modèle très complexe, l'ordinateur avait besoin de beaucoup de temps pour le créer: environ deux heures et demie. Cela était dû en partie au fait que le modèle a été développé à l'aide d'un logiciel commercial à but général pour des calculs symboliques. En général et sans être centré sur des modèles mécaniques, il ne réalisait pas les opérations de la manière la plus optimale possible," indique-t-il.

Après avoir appliqué l'ensemble des techniques et algorithmes proposés dans la recherche, le temps de génération des équations a été réduit à dix minutes et le nombre d'opérations mathématiques nécessaires pour que l'ordinateur "dirige" ce modèle a été de 0,3% par rapport au nombre d'opérations qui seraient nécessaires si elle était produite par un logiciel général. En outre, il n'a pas été nécessaire d'utiliser un logiciel commercial d'usage général, qui limite son utilisation à celui qui paie la licence.

Cette technique pour obtenir des équations peut être appliquée dans des systèmes mécaniques très divers. "Aujourd'hui, par exemple, nous travaillons sur le modèle d'une éolienne. De même, nous avons réalisé des modèles de voitures, des robots et des suspensions de véhicules, ainsi que d'autres modèles que nous utilisons pour nos recherches, et même pour l'enseignement," affirme-t-il.

Brève curriculum vitae

Aitor Plaza a été intitulé en 2009 en Ingénierie Industrielle par l'Université Publique de Navarre, où, par la suite, il a suivi le Master en Ingénierie Mécanique Appliquée et Ordinative. Ces dernières années, il s'est consacré à la recherche dans le domaine de la dynamique des systèmes multicorps axée sur les applications en temps réel. En outre, il a participé à divers projets de collaboration avec plusieurs entreprises, aussi bien navarras que nationales.

Il travaille actuellement à l'Université publique de Navarre en tant que chercheur dans le cadre d'un projet relatif à l'énergie éolienne, en plus d'être professeur au Département du génie mécanique, énergétique et des matériaux de l'Université.

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UPNA

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