افزایش دقت ناوبری کشتی و هواپیما با روش نوین محقق ایرانی

به گزارش خبرگزاری صدا و سیما ، مسئله ناوبری از از چالش‌های معروف و کلاسیک حساب تغییرات و شاخه کنترل بهینه به شمار می‌رود. حال یک محقق ایرانی به نام زهره فتحی راهی برای حل این مشکل پیدا کرده است. به گفته این دانش‌آموخته دانشگاه صنعتی امیرکبیر «این طرح که شامل دو بخش می‌شود، در قالب رساله دکتری انجام شده است. در یک بخش مسئله ناوبری مورد بررسی قرار گرفت و در بخش دیگر که متمرکز بر ریاضی محض است به بررسی نگاشت حافظ دایره پرداخته شد.»

 

 

وی می‌گوید «هدف اصلی در حوزه ناوبری پیدا کردن مسیر‌های بهینه برای کشتی‌ها و هواپیما‌ها است که در کوتاه‌ترین زمان ممکن و بدون برخورد با موانع ثابت و متحرک به مقصد برسند. یکی از مزیت‌های این پروژه بررسی مسئله از دید کنترل بهینه و دید هندسی است. هدف اصلی در مسائل کنترل بهینه پیدا کردن یک تابع کنترل جدید است که به جواب بهتری ختم شود. برای مثال در حوزه کشتی، نحوه هدایت آن در کمترین زمان و رسیدن به مقصد از طریق یک مسیر بهینه هدف به شمار می‌رود.»

 

فتحی بیان می‌کند «طی تحقیقات تابع کنترل جدیدی پیدا کردیم که در صورت استفاده از آن در حل مسائل می‌توان به پاسخ‌های بهترین دست یافت. تحقیقات مشابهی چه در داخل و چه در خارج از کشور در این خصوص انجام نشده است، درواقع این مسئله تاکنون از دو دید مهندسی و ریاضی محض بررسی نشده بود و به همین پروژه ما کاملا جدید و نوآورانه است. با استفاده از ابزار‌های هندسی توانستیم تابع کنترلی به دست آوریم که جواب نهایی را دقیق‌تر می‌کند. بخش اصلی این رساله ناوبری است که از ابتدای دوره دکتری روی آن کار شده است و ۵ سال طول کشید تا به نتیجه برسد. با استفاده از نتایج این مطالعه می‌توان ابزار یا نرم‌افزاری ساخت که مسیریابی را برای کشتی‌ها و هواپیما‌ها و بهینه می‌کند.»

 

به گفته این محقق ایرانی «قسمت دوم رساله در خصوص نگاشت حافظ دایره بوده که جدا از ناوبری است. نگاشت حافظ دایره بخش هندسه محض این رساله است و در خصوص نگاشت‌هایی است که دایره را به دایره می‌برد، این امر باعث حفظ یک سری ویژگی از یک فضا به فضای دیگر می‌شود. در اینجا صحبت در خصوص نگاشت‌هایی است که در فضا‌های خاصی حافظ دایره باشد. در این بررسی ویژگی‌هایی پیدا شد که نشان می‌دهد نگاشت‌ها تحت چه شرایطی دایره را به دایره می‌برند که در فیزیک کاربرد زیادی دارد.»

 

این دانش‌آموخته دانشگاه صنعتی امیرکبیر می‌گوید؛ «کشتی، هواپیما، ماهواره‌بر، زیردریایی هر وسیله متحرکی از این دست برای حرکت نیاز به سیستم‌های کنترلی دارد. در این حوزه نمی‌توان تابع کنترلی را به طور دقیق به دست آورد و معمولا یا یک تابع تکیه ثابت به صورت تقریبی درمی‌آورند. به عبارت دیگر به صورت تقریبی تابع کنترل را به دست می‌آورند که دقیق نیست. تابع کنترلی جدید، در مقایسه با ابزار‌های قبلی مورد استفاده برای هدایت کشتی، عملکرد موثرتری دارد و باعث می‌شود جواب‌ها دقیق‌تر و نزدیک‌تر به موقعیت واقعی باشد. در این پژوهش مسئله ناوبری کشتی و هواپیما را حل کردیم، این مشکل حتی در حالتی که مانع نیز در مسیر وجود نداشته باشد نیز رفع شد. با استفاده از یک سری معادله‌های دیفرانسیل، مسیر‌های بهینه را برای هواپیما و کشتی به دست آوردیم. تابع جدید باعث افزایش عملکرد و دقیق‌تر شدن جواب نهایی می‌شود.»

 

این محقق ایرانی قصد دارد در آینده بیشتر روی این تابع کنترلی کار کند تا امکان شناسایی مسیر‌ها در نقاطی که موانع بسیاری دارد نیز میسر شود. همچنین برنامه‌هایی برای ایجاد ارتباط با صنعت در این خصوص داریم. این فارغ‌التحصیل رشته ریاضی محض گرایش هندسه، در حوزه شاخه کنترل بهینه نیز تحصیل کرده است و به همین دلیل مسئله ناوبری را از هر دو شاخه بررسی کرده است.