Открытый университет Сколково совместно с MIT Skoltech Initiative представляют лекцию Луки Дэниеля, профессора факультета электротехники и информатики Массачусетского технологического института (MIT), в рамках программы «Мировые технологические тренды».
 |
Многие сложные системы, созданные инженерной мыслью (например, iPad, сети физиологических датчиков, сети энергоснабжения, оборудование для магнитно-резонансной томографии) или природой (например, сердечно-сосудистая система человека или геофизические сети нефтеносных, водоносных и газоносных пластов) могут рассматриваться как группы компонентов динамических систем. Характеристики каждого отдельного компонента существенно зависят от «эффектов второго порядка», как их называют инженеры и ученые, которые можно зафиксировать только с помощью точных описаний, использующих дифференциальные уравнения в частных производных или интегральные уравнения (например, уравнения Пуассона, Максвелла, Навье-Стокса и другие). Кроме того, на значения таких компонентов зачастую очень сильно влияют случайные погрешности случайные, связанные со свойствами материалов, геометрическими формами и размерами.
В первой части лекции будет показано, как современные методы сокращения размерности многопараметрических моделей могут быть использованы для эффективного моделирования, проектирования и оптимизации «целостных» сложных сетей взаимосвязанных динамических систем. Будут представлены примеры из области электротехники (например, соединения интегральных схем, высокочастотные катушки индуктивности, микроэлектромеханические датчики, высокочастотные усилители с низким уровнем шумов, усилители мощности, городские/региональные распределительные энергосети), а также из области биомедицины (например, оптимизация катушек для магнитно-резонансной томографии с целью уменьшения локального тепловыделения в ткани организма человека при современном сканировании, позволяющем получать изображения с высоким разрешением). Во время лекции также будет показано, как те же самые методы сокращения размерности параметризованных моделей позволяют ускорить решение обратных задач для разведки месторождений нефти и газа, а также неинвазивную диагностику заболеваний сердечно-сосудистой системы.
В последней части лекции будут рассмотрены современные методы количественного выражения неопределенностей – как интрузивные, так и основанные на дискретном представлении величин; кроме того, будет показано, как сокращение размерности параметризированных моделей, расширение нижнего уровня полиномиальной неупорядоченности и иерархические методы могут быть использованы для ускорения работы большинства средств количественного выражения неопределенностей и преодоления проблемы размерности.
|
|
Лука Дэниел профессор факультета электротехники и информатики Массачусетского технологического института |
Проф. Дэниел получил степень доктора (Ph.D.) в области электротехники в Калифорнийском университете в Беркли (University of California, Berkeley) в 2003 г. Опыт работы: HP Research Labs, Пало-Альто (1998 г.) и Cadence Berkeley Labs (2001 г.). К исследовательским интересам профессора Дэниела относятся методы решения интегральных уравнений для сложных систем, методы решения задач для стохастических полей в случае большого числа неопределенных параметров, а также автоматическая генерация параметрических устойчивых моделей для линейных и нелинейных динамических систем. В сферу интересов ученого также входят симуляция, моделирование и оптимизация схем с комбинированным сигналом, высокочастотных схем, а также схем миллиметрового диапазона, сильноточная электроника, микроэлектромеханические системы, нанотехнологии, материалы, оборудование для магнитно-резонансной томографии, сердечно-сосудистая система человека.
Проф. Дэниел в 1999 г. был отмечен наградой журнала IEEE Transactions on Power Electronics за лучшую статью года, а в 2003 г. – наградой факультетов электротехники и прикладной математики Калифорнийского университета в Беркли за лучшую диссертацию на соискание степени Ph.D. Кроме того, в 2003 г. ученый получил награду Ассоциации вычислительной техники США за выдающуюся диссертацию на соискание степени Ph.D (ACM Outstanding Ph.D. Dissertation Award) в области автоматизации проектирования электроники, 5 наград за лучшие статьи на международных конференциях и 9 других номинаций.
В 2009 г. проф. Дэниел получил Факультетскую награду IBM (IBM Corporation Faculty Award), в 2010 г. – награду IEEE для молодых ученых (IEEE Early Career Award) в области автоматизации проектирования электроники, а в 2014 г. – награду журнала IEEE Transactions on Computer-Aided Design за лучшую статью года.