Прямые и обратные задачи математической физики: суперкомпьютерное моделирование и глубокое обучение с приложениями в моделировании технологических и биомеханических процессов и систем и создании их цифровых двойников
Научный руководитель направления «Математическая робототехника»
Развитие прорывных методологических и вычислительных подходов математических методов и алгоритмов построения и верификации кодов математических моделей сложных физических, физико-химических и биофизических процессов и систем, возникающих при разработке компонент современных технологических, инженерных и конструкторских решений и их анализе. Достижение поставленных целей потребует существенных усилий и работы команды по трем подпроектам.
Подпроект 1: исследование и разработка методов идентификации моделей волновых процессов математической физики, создание, обоснование и применение численных методов решения прямых и обратных задач акустики, включая технологии нейронных сетей, и исследование совмещения рассматриваемых подходов.
В процессе реализации Проекта будет решена задача разработки и совершенствования алгоритмов многоракурсной акустической томографии для относительно экономичного массового обследования населения на предмет ранней диагностики новообразований в мягких биологических тканях. Актуальность данной задачи не вызывает сомнения – такая диагностика на ранней стадии позволяет проводить лечение максимально результативно.
Подпроект 2: исследование и разработка методов моделирования технологических процессов и аппаратов, создании их цифровых двойников.
В процессе реализации Проекта будет решена задача создания алгоритмов моделирования технологических процессов в газовых и жидких средах, а также создания цифровых двойников технологического оборудования для решения производственных задач фабрикации и переработки топлива в атомной промышленности.
Подпроект 3: Разработка комплексных вычислительных решений для определения состояния опорно-двигательного аппарата и характеристик податливого и управляемого корсета с целью восстановления двигательных функций ребенка с детским церебральным параличом.