Gazdaság

Szoftverkalauzzal a lehetőségek tengerén

Az evolúciós tervezés még forradalmi ötlet volt, amikor Rajasingh S. Israel a nyolcvanas évek vége felé először hallott róla. Az Electric világítástechnológiai részlegének mérnöke mindazonáltal úgy döntött, tesz vele egy próbát. Elvégre az új szoftver a GE kutatási és fejlesztési központjában született meg. Emellett Israelnek valami radikálisan újra volt szüksége, hogy megoldhassa a rábízott feladatot: számottevően javítani a főleg kiskereskedelmi létesítményekben népszerű halogénizzók energiahatékonyságát.

A normál halogénizzóknak elképesztően rossz a hatékonysága. A felvett energiának mindössze 10 százaléka alakul át fénnyé. A többi 90 százalék hőleadás. Kereskedelmi felhasználók számára ez azt jelenti, hogy évente több tízezer dollárt pazarolnak el.

Israel egy olyan átlátszó bevonatot akart, amely az infravörös sugarakat, vagyis a hőt, visszaveri az izzóba, anélkül hogy interferálna a látható fénysugarakkal. E megoldás előnye az, hogy segít forrón tartani az izzószálat, miáltal kevesebb áram szükséges a fénytermeléshez. A bevonat megtervezése azonban csak az egyik része volt a munkának. Israelnek ki kellett dolgoznia az olcsó alkalmazás módszerét is. A bevonat összetétele és a gyártási folyamat közötti kapcsolat bonyolulttá tette a feladatot, mivel az előbbi bármilyen módosítása szükségessé tenné az utóbbi megváltoztatását is, és fordítva. A bevonatnak nagyon komplex struktúrája van. Vastagsága egy huszada a hajszálénak, és még ezen belül is különböző anyagok rétegződnek egymásra.

Israel hosszú évekig kísérletezett, de nem járt sikerrel. Végül elővette a GE új, Engineous névre keresztelt evolúciós tervezési szoftverét. Néhány hónappal később megvolt a válasz. A GE 1991-ben forgalomba is hozhatta az energiatakarékos halogénizzót.

Az Engineous lényegében egy keret az optimális megoldások megtalálásához. Genetikus algoritmusokat és ideghálózatokat használva a jó megoldások különböző elemeinek sokszoros újrakeverésével ezernyi alternatív megoldást “nemz”, amíg meg nem találja a legjobb választ. A szoftver 1995-től – immár iSight néven – a GE-n kívül is hozzáférhető, miután a vállalat kutatói az Észak-Karolina állambeli Morrisville-ben megalapították az Engineous Software céget.

Manapság az evolúciós tervezés egyre nagyobb sebességre kapcsol. A genetikus algoritmusok és az ideghálózatok segítségével a csipektől a robotokon át a hidakig mindenféle terméknek lehet javítani a formatervezésén. A madisoni University of Wisconsin kutatói nemrégiben olyan dízelmotort “nemzettek”, amely – mint ígérik – 15 százalékkal alacsonyabb üzemanyag-fogyasztás mellett legalább 50 százalékkal kevesebb nitrogénoxidot és kormot bocsát ki.

Az evolúciós megközelítés olykor újszerű és meglepő designt eredményez. Ennek példája az a műholdas tartókar, amelyet Andy J. Keane, a brit University of Southampton kutatója fejlesztett ki. Az ilyen tartókaroknak normálisan egyenes oldalaik vannak, akárcsak a városok környékén látható tévéadóknak. De amikor a genetikus algoritmusokat arra programozták, hogy csökkentsék a tartókaron keresztül haladó rezgéseket, az eredmény mindenkit meglepett. Miután 18 generáción át folyamatosan javuló megoldások születtek, a legvégül – két hét után – megkapott tartókar inkább szoborparkba illett volna. Geometriája annyira ellenkezik azzal, amit az emberi elme kigondolna, hogy a számítógép ellenőrzése végett Keane megépítette az egyik oldal mérethű modelljét. És persze azt tapasztalta, hogy a különös forma csaknem a nullára redukálja a rezgéseket.

Ahogyan a mérnökök eddig érintetlen területeken is alkalmazni kezdik az evolúciós tervezési technikákat, kétségkívül további meglepetések várnak még rájuk. –

Ajánlott videó

Nézd meg a legfrissebb cikkeinket a címlapon!
Olvasói sztorik