Тим Лоу, кандидат наук в области физики, рассказывает о машинном обучении с точки зрения термодинамики. Материалом делимся к старту флагманского курса по Data Science. Меня, физика-теоретика, ставшего дата-сайентистом, очень часто спрашивают, насколько пригодились мне мои знания. Хотя способность рассчитывать взаимодействие частиц и понимать структуры Вселенной напрямую не связана с моей повседневной работой, усвоенные из физики знания и представления трудно переоценить. Вероятно, наиболее близка науке о данных статистическая физика. Ниже я поделюсь своими мыслями о том, как умение находить взаимосвязи и черпать вдохновение из физики помогает мне понять важную часть науки о данных — машинное обучение. Конечно, некоторые из этих мыслей не строги математически, но я считаю их весьма важными для понимания принципов работы ML.
Архив за месяц: Апрель 2022
Выяснены физические механизмы разрушения поверхностей под действием падающих капель воды
Иллюстрация: College of Science and Engineering, UMN / Youtube. Физики из США и Чили с помощью техники высокоскоростной стресс-микроскопии детально исследовали то, что происходит с поверхностью, на которую падает капля несжимаемой жидкости. Оказалось, что пространственно-временные профили механических напряжений, которые возникают при этом, существенно отличаются от таковых при ударе твердых шариков. Выявленные учеными особенности объясняют причины характерной эрозии и разрушения поверхностей, на которые долго капает вода. Исследование опубликовано в Nature Communications. Достаточно длинная последовательность ударов капель воды о каменную поверхность приводит к ее эрозии и разрушению. На этот факт обратил внимание еще Лао-Цзы в V веке до нашей эры, и с тех пор этот процесс стал метафорой целеустремленности и настойчивости во многих культурах.
Россия начала летные испытания межконтинентальной баллистической ракеты тяжелого класса РС-28 “Сармат”
Начаты летные испытания перспективной межконтинентальной баллистической ракеты тяжелого класса РС-28 «Сармат». Первый пуск признан успешным, и в ближайшее время состоятся новые. По результатам этих мероприятий ракетный комплекс будет принят на вооружение и заступит на боевое дежурство. При помощи «Сарматов» ракетные войска стратегического назначения смогут обновить свои арсеналы, а также улучшить боевые возможности. Как сообщает министерство обороны, первый испытательный пуск изделия РС-28 состоялся 20 апреля 2022 г. в 15:12 московского времени на одной из площадок Государственного испытательного космодрома «Плесецк». Ввиду высокой важности мероприятия, за ним по видеотрансляции следили руководство Минобороны и президент Владимир Путин.По команде боевого расчета опытная МБР в заданное время покинула шахтную пусковую установку и отправилась в полет по требуемой траектории.
Троицкий “УралРемМаш” начал импортозамещающее производство колесных пар для специального подвижного состава
Фото: © 1obl.ru. В Челябинской области запускают уникальное импортозамещающее производство для российских железных дорог. Троицкое предприятие «УралРемМаш» наращивает производственные мощности по выпуску колесных пар для специального подвижного состава железных дорог России, сообщили в пресс-службе Минпрома области. Ранее на подбивке железнодорожных путей работали импортные машины, и южноуральский завод занимался в основном их ремонтом. Теперь же здесь запустят собственное производство, причем исключительно из отечественных комплектующих, многие из которых завод выпускает самостоятельно. Для скорейшей оптимизации технологических процессов в колесном цехе предприятие вступило в национальный проект «Производительность труда». Уже в мае эксперты регионального центра компетенций начнут внедрять там бережливое производство.
Предложен микроскопический робот для доставки лекарств к клеткам под управлением ультразвука
Команда Корнеллского университета (Cornell University, Итака, Нью-Йорк, США) создала роботов размером с клетку, которые могут приводиться в действие и управляться ультразвуковыми волнами. Разработанные микророботы могут использоваться для адресной доставки лекарств и для целого ряда других приложений, требующих осторожного вмешательства в человеческий организм. Команда Корнеллского университета во главе с Минмингом Ву (Mingming Wu) создала роботов размером с клетку, которые могут приводиться в действие и управляться ультразвуковыми волнами. Несмотря на свой крошечный размер, эти микророботы-пловцы в один прекрасный день могут стать новым грозным инструментом для адресной доставки лекарств и для других тонких манипуляций. Более десяти лет лаборатория Минминга Ву изучает способы миграции микроорганизмов, от бактерий до раковых клеток, и их взаимодействия с окружающей средой.
Системные сложности работы с искусственным интеллектом и комплексный подход к его внедрению: кратко о главном
Часто внедрение искусственного интеллекта на производстве тормозится в момент перехода от этапа проверки концепции (Proof of concept, PoC) к штатной эксплуатации. Избежать трудностей на этой стадии поможет комплексный подход, учитывающий весь спектр коммерческих, технических и организационных особенностей предприятия. Статья подготовлена на основе материалов компании Hewlett Packard Enterprise. Возьмем для примера металлообрабатывающую компанию, процессы которой высокоавтоматизированы. Складская система выдает запрашиваемый лист металла, конвейер доставляет его непосредственно к резальным станкам, штамповочным машинам, прессам и сварочным установкам. При этом проверка качества происходит после каждого этапа обработки (рис. 1). Однако подобная автоматизация, основанная на правилах, постепенно превращается для предприятия в серьезный вызов. В частности, в последние несколько лет размеры партий продукции становятся все меньше из-за меняющегося спроса и проблем с доставкой.
Гонка молекулярных машин Nanocar Race вернулась в свет: результаты последних соревнований
Самая маленькая и самая медленная, но вместе с тем невероятно интересная гонка вернулась спустя 5 лет. Учёные из Германии, Испании, Японии, Франции и других стран выясняли, у кого получился самый быстрый нанокар (транспортное средство, каждое из которых представляет собой единственную молекулу, состоящую приблизительно из сотни атомов). Как прошла гонка Nanocar Race II и что это вообще такое — в нашем материале. Как возникла Nanocar Race? Nanocar Race — это не совсем соревнование. Скорее это международный научный эксперимент, который проводится в режиме реального времени с целью тестирования производительности молекулярных машин и научных инструментов, используемых для их контроля. Мероприятие не просто демонстрирует невероятную точность работы с молекулярными структурами, придуманные для гонки технологии могут привести к созданию электроники и датчиков меньшего размера.
Новости из мира протезирования с использованием механизированных бионических протезов
Функциональность человека и его полноценная жизнь складывается из здоровых и хорошо работающих частей тела, но иногда случаются некие неприятные события, которые оказывают существенное влияние на жизнь человека. В числе таких событий можно назвать потерю конечности или её травмирование. С этого момента у человека начинается новая жизнь и чтобы облегчить её, постаравшись вернуть, насколько это возможно, прежний функционал — предназначено протезирование с использованием механизированных протезов. Об этом и поговорим в этой статье. Вообще, протезирование появилось не вчера. До нас доходят свидетельств о том, что протезирование применялось ещё в Древнем Египте. Например, у древнеегипетских мумий были найдены протезы большого пальца ноги. В дальнейшем уже средневековые доктора старались вернуть возможности человеческому телу. Но в прежние времена подобные протезы были всё-таки достаточно ограничены в возможностях, и лишь с трудом, и отдалённо могли выполнять обязанности потерянной конечности.
Обнаружена автоматическая коллимация пучка совместного распространения атомов и лазерного излучения
Иллюстрация: Andres Castillo et al. / Scientific Reports, 2022. Американские физики теоретически исследовали вопрос совместного распространения пучка атомов и пучка мощного лазерного излучения. Они показали, что в такой системе можно добиться взаимной коллимации пучков вплоть до нескольких десятков тысяч километров. Работа ученых может в будущем помочь фокусировать лазерный луч на световой парус, летящий далеко от Земли. Исследование опубликовано в Scientific Reports. Большая часть экспериментальной физики опирается на работу с пучками частиц или света. Таким способом можно передавать материю или энергию на некоторые расстояния в сильно локализованном виде. Ограничительным фактором при этом выступает естественная расфокусировка лучей. Если в случае частиц это происходит из-за диффузии в системе центра масс, то свет расходится из-за неизбежной дифракции. Последнее, к примеру, оказывается преградой к работе космического солнечного паруса, разгоняемого лазером.
