一種測量作用在單個沙粒上的力的創新技術可以幫助科學家發現風如何塑造火星表面。
該方法由巴西坎皮納斯州立大學的研究人員開發，使用的圖像 沙丘表面 估計作用在每一粒沙子上的力。通過結合實驗室實驗、計算機模擬和人工智能 (AI)，該團隊生成了詳細的力圖，揭示了沙丘形成的物理原理。
沙丘，尤其是新月形的“新月形”沙丘，在風或水流過鬆散沙子的地方形成——從地球上的沙漠和海底到 火星塵土飛揚的田野。根據 一份聲明 來自大學。
研究人員在聲明中說：“為了測量作用在每個顆粒上的力，你必須在每個顆粒上放置一個小型加速器，而這根本不存在。”
為了克服這一挑戰，該團隊在實驗室環境中重新創建了微型水下沙丘，並進行了詳細的 3D 模擬，以計算作用在每個顆粒上的精確力。然後他們訓練了一個卷積神經網絡 – 人工智能的一種形式 用於圖像識別——將沙丘圖像與模擬中相應的“力圖”進行匹配。經過訓練後，人工智能可以直接從視覺數據推斷出力的分佈。當在新圖像上進行測試時，它準確地預測了起作用的力，即使對於它以前從未見過的沙丘形狀也是如此。
該研究的主要作者、博士後研究員雷納托·米奧托 (Renato Miotto) 在聲明中表示：“只要有能夠準確再現材料行為的模擬，任何可以在圖像中看到的顆粒系統，無論是冰、鹽還是合成顆粒，都可以進行分析。”
僅從圖像中提取如此詳細的物理信息的能力可能具有廣泛的應用。積極的 地球可以幫助工程師更好地預測海岸侵蝕、河流沉積物輸送或工業系統中顆粒材料的行為。這也可能適用於從軌道成像的其他行星，例如 行進其沙丘在與地球上沙丘相同的基本物理原理下演化。
“就火星而言，從廣泛可用的圖像中可以得出結論， 風的強度 過去和未來沙丘的演變，”該研究的教授兼合著者埃里克·富蘭克林(Erick Franklin)在聲明中說。
因此，該方法為研究紅色星球的大氣歷史和表面演化提供了一個新的窗口。他們的發現是 8月1日發表 在《地球物理研究快報》雜誌上。
