Az ipari matematikai modellezés agytornája – európai hallgatói workshop az SZTE Bolyai Intézetben

Magyarországon elsőként a Szegedi Tudományegyetem Bolyai Intézete szervezi a European Consortium for Mathematics in Industry (ECMI) alkalmazott és ipari matematikai konzorcium hallgatóknak szóló, harminchatodik modellezési hetét. A workshopon 14 országból 52 európai hallgató keres matematikai megoldást tíz gyakorlati problémára a határtudományok és az ipar területéről.

52 nemzetközi hallgató részvételével július 9-16. között a Szegedi Tudományegyetem Bolyai Intézetében rendezi hallgatói workshopját az European Consortium for Mathematics in Industry (ECMI). A páneurópai szervezet célja, hogy a matematika alkalmazását promotálja az iparban, a gazdaságban, a társadalmi, környezeti problémák megoldásában. Az SZTE Bolyai Intézete 2018 óta tagja a szervezetnek, Röst Gergely matematikus pedig az ECMI oktatási bizottságának is tagja. A szervezet alkalmazott matematikusok képzésére európai oktatási tervet dolgozott ki, amelyhez az SZTE Bolyai Intézete is akkreditáltatta a képzését.

Röst Gergely, az SZTE Alkalmazott és Numerikus Matematika Tanszék vezetője, az Egészségbiztonság Nemzeti Laboratórium szakmai vezetője elmondta, hogy a Szegedi Tudományegyetem alkalmazott matematika mesterszakán a műszaki matematika szakirányt eleve úgy hozták létre, hogy harmonizáljon az ECMI standard európai mintatantervével.

A szervezet 1987 óta évente más-más európai városban rendezi meg hallgatóknak szóló modellezési hetét. Az idei workshopot Magyarországról elsőként Szegeden tartják az SZTE Bolyai Intézet termeiben. A hallgatóknak 10 csapatban kell egy-egy valós problémára matematikai modellezési választ találniuk. A problémák mindegyikét a szakterületen jártas instruktorok mutatták be a csoportoknak. A modellezési hét végén az ECMI oktatási bizottsága július 15-én meghallgatja a hallgatói prezentációkat.

A feladott problémák között változatos interdiszciplináris témák szerepelnek. Az egyik csoportnak az Alsó-Tisza-vidéki Vízügyi Igazgatóság Tiszán és mellékfolyóin mért vízállási adataiból kellett gépi tanulásos, adatalapú modellt készítenie, ami a vízállások lefolyását jelzi előre. Az Egészségbiztonság Nemzeti Laboratórium részéről a feladat az volt, hogy az aktuálisan fokozott figyelemmel kísért madárinfluenza-járványra kalkuláljanak végig egy szcenáriós gyakorlatot. Az ELI ALPS kutatói által hozott feladatban az attoszekundumos impulzuskeltésre használt fény-anyag kölcsönhatás szimulációs kódját kellett megírni a Schrödinger-féle differenciálegyenlet alapján. A Wigner intézet feladata egy sejtpopuláció időbeli fejlődésének matematikai szimulációja volt, a gyógyszeradagolás hatásainak vizsgálata érdekében. A feladatok között egészen gyakorlatias célok is voltak: hogyan lehet egy takarítórobotot ismeretlen terepen hatékonyan irányítani, hogyan lehet egy leendő biztosítási ügyfélről előrejelezni, hogy mennyi biztosítási kárt okoz majd kocsijával, a vasúti csapágyak rezgési mintázatát vizsgálva hogyan lehet előrejelezni a csapágygolyók élettartamát egy NASA adatbázis alapján, hogyan lehet a környezet megvilágítása érdekében kiszámolni a lámpákból jövő fény eloszlását.

„A matematikai tudás és a módszerek elég jól transzferálhatók. Aki alaposan megtanulta az egyetemen a differenciálegyenleteket, az be tud kapcsolódni a lézerrel gerjesztett atom szimulációjába ugyanúgy, mint a madárinfluenza elleni felkészülés modellezésébe. Szélesen használható eszköztárt nyújt a sztochasztika, a véletlen matematikája is, ami szintén felbukkant a különböző témákban. Ahol pedig nagy adatbázisok vannak, akár sejtekről, csapágygolyókról, vagy vízügyi mérések eredményeiről van szó, általánosan használhatók az adattudományi módszerek vagy a gépi tanulás eszközei is. A matematika kiválóan használható az interdiszciplináris tudományterületeken és az iparban is, mivel ennyire jól tud kapcsolódni számos problémához” – mondta Röst Gergely.

Az ECMI-vel való további együttműködés mind a képzések mind az ipari alkalmazások területén kiemelt prioritás az SZTE IKIKK Alkalmazott és Ipari Matematikai Kompetenciaközpont számára is – tudtuk meg a szegedi egyetemtől.