كيف سرّعت الشبكة العصبية حساب تصادمات الجزيئات سريع
تتصرف الذرات في الغاز مثل كرات البلياردو: تطير وتتصادم وتتناثر في اتجاهات مختلفة. لكن بدلًا من الكرات الصلبة، تمتلك «معطفًا» ناعمًا من قوى التجاذب والتنافر. على مسافات قريبة، تتنافر الذرات بشدة، وعلى مسافات بعيدة تتجاذب قليلًا. يحتاج العلماء إلى حساب هذه التصادمات بدقة لنمذجة تدفقات الغاز حول الطائرات أو داخل الرقائق الدقيقة.
في السابق، كان يتعين حل معادلة معقدة لكل تصادم، وكان الحاسوب يقضي وقتًا طويلًا جدًا في ذلك. أما الآن، فقد درّب الباحثون شبكة عصبية على ملايين التصادمات المحسوبة مسبقًا. وتعلمت الشبكة أن تتنبأ فورًا بالزاوية التي ستتناثر بها الذرات — بخطأ أقل من عُشر الدرجة. وبفضل ذلك، تسارع حساب الغاز بأكمله بمقدار الثلث.
هذا النهج مهم بشكل خاص لنمذجة الغازات الباردة والمخلخلة، حيث تغيّر قوى التجاذب بين الذرات صورة التدفق بشكل ملحوظ. على سبيل المثال، في الحسابات الجديدة، أصبح الأثر خلف أسطوانة في تدفق فوق صوتي أعرض مما كان عليه في النماذج المبسطة القديمة. وهذا يعني أن المحاكاة السابقة ربما كانت تقلل من تأثير التخلخل ودرجات الحرارة المنخفضة.
الآن يمكن للمهندسين التحقق بسرعة أكبر من سلوك الغاز في ظروف غير عادية — من الطيران على ارتفاعات عالية إلى القنوات الدقيقة المبردة. وتستمر الشبكة العصبية، المدربة على فيزياء التصادمات، في التسارع مع كل معالج جديد.
تتنبأ الشبكة العصبية بزاوية انحراف الذرات بخطأ يبلغ 0,0016 راديان فقط — أي حوالي عُشر الدرجة، كما لو انحرفت كرة البلياردو بسمك شعرة على مسافة ذراع ممدودة.