Adatalapú, nemlineáris modellredukció a mechanikában, áramlástanban és szabályozáselméletben – Haller György külső tag székfoglaló előadása
Haller György külső tag megtartotta akadémiai székfoglalóját. Az előadásról szóló, képgalériával bővített összefoglaló.
A gépi tanulás jelentős előrelépést hozott a mérnöki és más alkalmazott tudományokban felmerülő statikus modellezési problémák megoldásában, mint például a kép-, minta- és beszédfelismerésben. A dinamikai folyamatok modellezése ugyanakkor továbbra is kihívást jelent a gépi tanulásban használt neurális hálózatok számára, melyek gyakran szükségtelenül komplex és fizikailag interpretálhatatlan modelleket produkálnak még egyszerű mechanikai és áramlástani problémákra is. Az ilyen módon származtatott modellek megbízhatatlanok olyan kimenetelek előrejelzésében, amelyek kezdeti értékei nem szerepeltek a gépi tanulásos modell tréningjében.

(Az akadémiai székfoglaló előadásról készített képgaléria a fotóra kattintva nézhető meg.) Fotó: mta.hu / Sziget Tamás
Haller György előadásában az adatalapú modellalkotás egy új és hatékony alternatíváját mutatta be, mely a fizikai rendszer fázisterében létező spektrális alsokaságok (SSM) elméletére épül. Az SSM-ek a nemlineáris dinamika eszköztárának frissen felfedezett tagjai, melyek a lineáris dinamikai rendszerek invariáns altereinek nemlineáris kiterjesztései: olyan alacsony dimenziós attraktorok, amelyek belső dinamikája egy matematikailag precíz redukált modellként szolgál a teljes, magas dimenziós fizikai rendszer számára.
A kizárólag mért vagy szimulált adatokból történő, automatizált SSM-konstrukció és SSM-re való modellredukció mostanra elérhetővé vált, amit az előadó több mechanikai és áramlástani problémán szemléltetett. E példák közé tartozik a modellalapú, gyorsított végeselem-szimuláció, a Couette-áramlások stacionárius állapotai közötti átmenetek előrejelzése és a gerjesztett felületi hullámok modellezése. Az SSM-redukció szabályozáselméleti alkalmazásaként folyadék-szerkezet kölcsönhatások stabilizálását és puha robotok irányítását vázolta példaként.
Haller György Budapesten született 1965-ben. PhD-fokozatot 1993-ban a California Institute of Technologyban kapott, 1996-ban a műszaki tudományok kandidátusa, 2005-ben az MTA doktora lett. Az ETH Zürich Mechanikai Rendszerek Intézet vezetője volt 2018-ig. Kutatási eredményeit a nemlineáris dinamikai módszerek alkalmazásával érte el gépészmérnöki és általában alkalmazott tudományi területeken.