新算法计算如何找到海上迷失的人

当第一批马来西亚航班370最终于2015年7月出现时,在非洲东海岸的印度洋东海岸附近发现了它们,距离BES数千英里

当第一批马来西亚航空航班370最终于2015年7月出现时,在非洲东海岸的印度洋东海岸附近发现了它们,距离飞机上下来的最佳猜想地点数千英里。考虑到海洋的复杂性,专家并不特别惊讶。

对于急救人员来说,赶紧在海上寻找缺失的手工艺品或人是一场噩梦,鉴于海洋不断变化的风,天气和波浪状况,追踪幸存者和碎片的数学都不是简单的。

麻省理工学院的研究人员,瑞士联邦技术学院(ETH),伍兹霍尔海洋学机构(WHOI)和弗吉尼亚理工大学最近宣布了他们新的“陷阱”系统的首次成功试验,他们希望将提供更快,更准确的系统通过识别可能被吸引的水性“陷阱”来洞悉丢失物体和人的浮动位置。该团队的陷阱研究发表在《自然通讯》杂志上。

MIT机械工程学教授Thomas Peacock表示:“我们提供的这个新工具可以在各种型号上运行,以查看这些陷阱的预测位置,因此最有可能是搁浅的船只或失踪人员的位置。透明他补充说:“此方法以以前从未使用过的方式使用数据,因此它为第一响应者提供了新的视角。”

图像来源:麻省理工学院

陷阱缩写代表“瞬态吸引配置文件”。这是一种基于主管研究作者马蒂亚·塞拉(Mattia Serra)和苏黎世(Eth Zurich)的相应作家乔治·哈勒(George Haller)开发的欧拉数学系统的算法。它旨在发现隐藏在不断变化的数据中的隐藏吸引流体结构。孔雀说:“关键是,这些陷阱在海洋电流领域可能没有任何签名。如果您为陷阱进行此处理,它们可能会在与您看到海洋当前投影所在的地方不同的地方弹出。因此,您必须执行其他级别的处理才能拔出这些结构。他们没有立即可见。”

新算法通过代表缺失物品最后一个已知位置的最可靠的波浪速度快照的数据弯曲,并迅速计算附近搜索可能具有生产力的陷阱的位置。随着速度数据的不断更新,陷阱也是如此。

将新的Eulerian算法与以前的Langrangrian预测方法进行比较,Serra说:“我们可以将这些’陷阱’视为移动磁铁,吸引了一组扔在桌子上的硬币。硬币的拉格朗日轨迹非常不确定,但是最强的欧拉磁铁可以预测硬币在短时间内的位置。”

图像来源:麻省理工学院

理论是一回事,在真实,疯狂的复杂海洋上发挥作用是另一回事。伍德霍尔(Wood Hole)的伊琳娜·里皮娜(Irina Rypina)说:“与任何新的理论技术一样,重要的是要测试它在真正的海洋中的运作效果。”

研究作者对陷阱的工作方式感到高兴并感到惊讶。哈勒说:“我们有点怀疑,如果这样的数学理论会实时在船上奏效。研究人员在2017年和2018年在大西洋的玛莎葡萄园(Martha’s Vineyard of Martha)的葡萄园中测试了陷阱,我们都感到惊喜。哇,哇,哇,海上的专家在试图跟踪一系列浮动物体的轨迹时协助了陷阱。其中包括浮标和人体模型 – 在各个位置放入水中。

一个挑战是,不同的物体可能在海洋中以自己的方式行事。孔雀说:“这些物体相对于海洋的行进方式往往不同,因为不同的形状感觉不同于风和电流。”

孔雀说:“即便如此,这些陷阱是如此强烈地吸引和健壮,以至于他们应该克服这些差异并将一切拉到它们上。”

在他们的实验中,研究人员通过GPS自由浮动物体进行了数小时的浮动物体,以验证陷阱系统的预测。孔雀说:“有了GPS跟踪器,我们可以实时看到一切进展。”研究人员看着物体通过GPS移动,“最终,他们融合了这些[预测]陷阱。”

现在,研究人员对陷阱有足够的信心,他们计划与美国海岸警卫队分享。孔雀说:

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