Uno de los aspectos notables de la ciencia es su capacidad de extender nuestro sentido de percepción más allá del tacto y la vista, a menudo utilizando la información proporcionada por la "dispersión" de las olas. Un grupo de investigadores del Departamento de Ingeniería Civil, dirigido por el ProfTerumi Touhei, de la Universidad de Ciencias de Tokio, que trabaja en el problema de la "dispersión inversa" ha ampliado el alcance de esto. Han desarrollado un método para identificar la ubicación de los dispersores puntuales en función de las fluctuaciones en las propiedades físicas de la superficie, a saberlos parámetros Lame y la densidad de masa. Este método ha sido descrito en detalle en su artículo publicado en Revista Internacional de Sólidos y Estructuras . Según el profesor Touhei, "esta técnica de dispersión inversa se puede utilizar para obtener imágenes de dispersores puntuales que se distribuyen de manera compleja entre múltiples fuentes de dispersión. Esto podría mejorar la eficiencia de la tomografía para la exploración sísmica y electromagnéticaen geofísica y para ensayos físicos no destructivos de materiales "
El uso de patrones de radiación y dispersión es la forma más popular de investigar la composición estructural de los objetos. Cuando una onda entrante interactúa con el objeto disperso, codifica trazas de las propiedades físicas de la estructura en su trayectoria saliente. Al analizar la onda radianteque se dispersa fuera del objetivo, se pueden estudiar las características del objeto objetivo; este método se conoce como dispersión inversa. Este campo de onda disperso o saliente se puede describir matemáticamente por la "función de Green". La función de Green es una herramienta utilizadapara medir el campo en un punto, que se obtiene en un punto diferente. Sin embargo, dado que solo están disponibles las observaciones de campo cercano, es imprescindible usarlas para formular los operadores de campo lejano. Los investigadores extrajeron información sobre el campo lejano.propiedades de onda de campo de la función de Green utilizando los llamados métodos de "camino de descenso más empinado" y "pseudoproyecciones". Luego, el operador de campo lejano se definió como based sobre la observación de campo cercano y las propiedades de campo lejano de la función de Green.Dada la conocida relación de los métodos de muestreo, los investigadores utilizaron este operador de campo lejano para obtener las funciones del indicador que determinan la posición de los dispersores.
Todo este marco teórico se configuró en una cuadrícula donde cada punto actuó como sensores de fuente y receptor. Al utilizar una estructura de objeto predefinida como entrada de referencia, los investigadores lograron demostrar que la reconstrucción utilizando el operador de campo cercano y elLas funciones del indicador, basadas en los operadores de campo lejano calculados, coincidieron con los datos de entrada. Los investigadores, por lo tanto, demostraron con éxito la reconstrucción de dispersores puntuales densamente empaquetados utilizando la cuadrícula de sensores con una red pequeña. Como afirma el profesor Touhei, "la propuestaEl método tiene el potencial de mejorar la eficiencia de las técnicas de tomografía. Por lo tanto, no solo refuerza nuestra comprensión fundamental del tema, sino que también tiene aplicaciones en la formación de imágenes de estructuras que se caracterizan por una distribución compleja de dispersores puntuales.emocionante porque, en el futuro, la aplicabilidad de este método también puede extenderse a las imágenes del cuerpo humano ".
El problema de analizar la topología y la composición estructural surge en muchas aplicaciones en las que uno necesita estudiar estructuras en un medio dado. Considerando el éxito de este marco, el profesor Touhei afirma: "El uso de redes de sensores con una red pequeña puede mejorar potencialmenteLa eficiencia de las técnicas de imagen para estructuras donde la dispersión inversa por dispersores puntuales con una distribución compleja sobre múltiples fuentes de dispersión causa un problema. El método novedoso también controla el costo de la técnica. Esto pone nuestra investigación en la primera línea del mundoen este campo ". Respaldado por la computación numérica, este enfoque novedoso de pseudoproyecciones para reconstruir la ubicación de los dispersores puntuales abre las puertas para explorar las grietas más profundas de nuestra curiosidad".
Fuente de la historia :
Materiales proporcionados por Universidad de Ciencias de Tokio . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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