Professor da Coppe pesquisará IA em simulação de turbulência, na Universidade de Stanford (EUA)

O professor Roney Thompson, do Programa de Engenharia Mecânica (PEM) da Coppe/UFRJ, participará do Summer Research Program, promovido pelo Center for Turbulence Research, da Universidade de Stanford (EUA), maior centro do mundo em simulação numérica de turbulência.

O professor da Coppe e os alunos de doutorado Matheus Macedo e Bernardo Brener participarão do prestigioso programa de colaboração científica internacional para desenvolverem o projeto “Using autoencoders to enhance data-driven turbulence models“.

O projeto versa sobre o uso de uma ferramenta de machine learning (aprendizado de máquina), um ramo da Inteligência Artificial, em modelos de turbulência. “É uma nova técnica de aprendizado de máquina pouquíssimo aplicada em fluidos e turbulências. Associada a autoencoders, redes neurais que codificam e decodificam a informação que é inserida. Uma técnica nova e muito promissora”, antecipa o professor Roney Thompson.

Conforme explica o professor, “a turbulência é um fenômeno físico mais comum do que se imagina. Quando você abre a torneira, o escoamento é laminar, abrindo mais um pouco o fluxo de água já é um escoamento turbulento. Você pode dividir os escoamentos em externos e internos (dentro de tubulação, por exemplo). É um fenômeno que permite um amplo escopo de pesquisas, como a indústria aeronáutica, aeroespacial, óleo e gás, polímeros e muitas outras”.

No Summer Program, que será realizado de 23 de junho a 19 de julho, Stanford garante financiamento para passagem e estadia dos pesquisadores. Além disso, a universidade coloca à disposição programas e clusters de computadores de última geração, além do auxílio de alunos de doutorado e pesquisadores de pós-doutorado para a execução do projeto. “São feitas reuniões periódicas, além de palestras e troca de informações com os diversos grupos de pesquisa. Além de termos as melhores condições para fazermos nosso projeto, estaremos expostos aos demais projetos que serão feitos. É uma posição privilegiada, é beber na fonte dos melhores insights, do estado da arte na mecânica da turbulência, e desenvolvemos um projeto em um mês que, com boa probabilidade, renderá frutos para colaborações futuras”, destaca Roney Thompson.

De acordo com o professor, há temas desafiadores no estudo de turbulência, sobretudo quando a geometria do objeto estudado é complexa como em um avião, o custo computacional de rodar uma simulação de alta fidelidade/acurácia é muito alto. “Fica proibitivo resolver uma simulação com esse grau de refinamento. O contraponto a isso é fazer uma simulação barata, porém pouco acurada. O aprendizado de máquina faz com que as simulações baratas aprendam com as caras. Você roda algumas simulações caras e ensina as simulações baratas de modo que estas, com os ajustes que o aprendizado de máquina é capaz de fazer, com performance semelhante às de alta fidelidade/acurácia”, explica o professor do Programa de Engenharia Mecânica.

Além disso, segundo o professor, as simulações de alta fidelidade geram tanta informação, que não é possível armazenar todos os dados gerados. “Quando um grupo realiza simulação de alta fidelidade, eles divulgam médias do que fizeram e essas médias não conseguem recuperar o que seriam as médias desejadas. Eu desenvolvi uma maneira de calcular indiretamente médias que seriam melhores para servirem de aprendizado para o aprendizado de máquina. Esse é uma das razões pelas quais a minha pesquisa é inovadora”, informa o professor Roney Thompson.

Stanford é considerada uma das universidades mais conceituadas do mundo, dentre seus professores e ex-alunos 36 já ganharam prêmios Nobel. Isso sem falar nos outros 19 professores que receberam o prêmio Turing, considerado o Nobel da computação, e 4 que receberam o Prêmio Pulitzer.