3 Лютого 2023

Алгоритм міміки та зовнішності: як вчені з Гданська створили зображення Фаренгейта

Related

Виступи Даріуша Рачинського за “Лехію”

Даріуш Рачинський – футболіст, що запам'ятався вболівальникам "Лехії", як...

Не футболом єдиним: спорт у Вільному місті

Спортивні змагання у Вільному місті завжди були популярними. Містяни...

ТОП 10 наймолодших та яскравих зірок ґданської “Лехії”

Футболісти з інших країн відіграють провідне значення у будь-якому...

Share

Портрет Даніеля Габріеля Фаренгейта, німецького хіміка і фізика, до нашого часу не зберігся. Вчені з Гданського технологічного університету вирішили створити зображення автора температурної шкали його імені. Цього вдалося досягти завдяки генетичному алгоритму та спеціально розробленому комп’ютерному додатку, пише igdansk.com.

Фаренгейта зазвичай згадують як дослідника, який відкрив температурну шкалу, що має його ім’я, тому багато людей пов’язують його життя зі Сполученими Штатами Америки чи, можливо, Великою Британією. Однак відомий науковець ніколи не їздив до Північної Америки, а вперше відвідав Британські острови в 1724 році. Він народився в місті, яке належало до складу Речі Посполитої, і навіть не залишав Європу. Окрім знаменитої шкали, його найвідомішим винаходом був скляний ртутний термометр.

Віртуальне зображення

Жодна зі світлин відомого вченого не витримало випробування часом та не збереглося. Все, що можна знайти в Інтернеті стосовно його зовнішності, вважали підробкою та вигадкою. Фахівці фактично знали тільки як саме одягався засновник англосаксонської системи вимірювання температур. Він носив сюртук і жилет, перуки. Все ж ця інформація допомогла дослідникам, що вивчали біографію видатного вченого, також відтворити його статуру та антропометричні дані.   

Томаш Жльоковский та Єжи Профіч під керівництвом Генрика Кравчика, завідувача кафедри архітектури комп’ютерних систем, змогли створити реальне зображення вченого за допомогою відповідного додатка. Він дозволяє розробляти віртуальні портрети людей, зовнішність яких залишається невідомою. Використовуючи історичні дані та інформацію, наприклад, портрети родичів або описи, розроблений генетичний алгоритм вказує пропозиції щодо віртуальних зображень, які потенційно можуть нагадувати конкретну людину. Фахівці з Гданська використовують це у подальшій методиці втілення зображення.   

Точну методику реконструкції зовнішнього вигляду обличчя вдалося розробити завдяки розвитку наукових підходів. Для створення віртуального портрета Фаренгейта використано зображення родичів та його сучасників із Гданська, представників схожого походження та соціального статусу: членів патриціату, вчених та духовенства. 

Матеріали надані Бібліотекою Польської академії наук та Національним музеєм у Гданську. Ця інформація й допомогла у розробці портрета німецького науковця. 

Натхненні еволюцією 

Система, розроблена місцевими фахівцями, належить до сімейства так званих генетичні алгоритми. Ідея польських науковців полягає в пошуку оптимального рішення за допомогою процесу, натхненного теорією еволюції. Під час роботи алгоритму створюються численні потенційні рішення, для яких циклічно виконуються процедури кросинговеру. У цьому конкретному випадку операції зводяться до комбінування та модифікації зорових рис обличчя – за допомогою техніки морфінгу, відомої з комп’ютерної анімації та моделі трансформації.

З усіх сформованих рішень вибираються найкращі – на основі відповідних значень так звана адаптаційна функція. Для цього “алгоритм власних облич”, який використовується в комп’ютерному розпізнаванні облич.

Ідея, розроблена вченими з Гданського технологічного університету, відрізняється від класичних генетичних алгоритмів тим, що значення вищезгаданої фітнес-функції модифікуються під час роботи програми – на основі нових згенерованих рішень. Саме це робить розроблений алгоритм оригінальним та дозволяє досягти кращої якості одержуваних зображень при обмеженому розмірі колекції історичних портретів. 

За словами Кравчика, досягнення вчених із Гданського технологічного університету відкриває нові виклики. Вони намагаються налагодити співпрацю з генетиками, чиї дослідження опосередковано пов’язані зі схожою тематикою, як наша. Вчені мають намір визначити, який вплив має генетика на зовнішність людини.

Досвід для стипендіатів Фаренгейта

Студенти, що претендують на стипендію Фаренгейта, вивчають різні предмети в різних університетах різних країн. У своєму блозі вони діляться інформацією щодо ново технології.   

Додаток їх зацікавив. Молодь вирішила активніше долучатися до реалізації подібних ідей.  

Стипендія Фаренгейта – це перша наукова стипендія в Польщі для найвидатніших випускників середньої школи, випускників польського або міжнародного атестата середньої школи, яка призначена для повного або часткового покриття витрат на навчання за кордоном. Завдяки йому найталановитіші випускники старших класів середньої школи, які є постійними мешканцями Гданська, можуть навчатися в престижних університетах по всьому світу.

Геній термометра

Даніель Габріель Фаренгейт народився в Гданську в 1686 році в родині німецьких купців. У віці 15 років – після смерті батьків, він залишив місто та оселився в Нідерландах, а потім в Англії, де присвятив себе науковій роботі й став, серед інших, член відомого англійського наукового товариства Королівського товариства. Фаренгейт відвідував Гданськ кілька разів. Це відбувалося у 1710 і 1712 роках. 

Фаренгейт надрукував свій підпис на всесвітній історії. Для показника нульового значення своєї шкали він використовував температуру суміші води й солі в рівних частинах, а значення замерзання і кипіння звичайної води були зафіксовані на рівні 32 і 212 відповідно. Отже, охоплюючи ширший діапазон, шкала Фаренгейта дозволяла вказувати більшу точність, ніж шкала Цельсія, при визначенні конкретної температури. 

Він опублікував ці результати в 1714 році в Acta Editorum. У той час термометри люди використовували як еталон рідкий спирт, і завдяки знанням, отриманим Ромером про теплове розширення металів, німецький вчений міг успішно замінити його ртуттю з 1716 року і далі.

Фаренгейт в основному відомий тим, що він першим використав ртуть у приладі для вимірювання температури (раніше спирт) і розробив власну шкалу від нуля до 212 градусів. Нульова точка за шкалою фахівця була точкою замерзання суміші салміаку та льоду, тоді як 212 градусів F була точкою кипіння води. Повернувшись до Нідерландів, він почав виготовляти метеорологічні прилади, винайшов гігрометр для вимірювання вологості повітря та ареометр для вимірювання щільності повітря.

Даніель Фаренгейт також опублікував у 1724 році кілька робіт про Філософські праці Королівського товариства, установи, яка прийняла його того ж року і була прийнята як іноземний член найстарішого наукового товариства Сполученого Королівства. Його внесок високо оцінила не тільки британська наукова спільнота, але фахівців з інших краї Європи. 

Шкала Фаренгейта досі використовується в англосаксонських країнах. В іншій частині нашої планети переважно популярною є шкала Цельсія, розроблена в 1742 році шведським фізиком і астрономом Андреасом Цельсієм.

Дослідження Даніеля Габріеля Фаренгейта були спрямовані на температурах кипіння різних рідин, затвердінні води в порожнечах і можливості отримання рідкої води при температурі, нижчій за її звичайні температурні показники замерзання. Його внесок у розвиток метеонапрямку важко переоцінити. Помер науковець у Гаазі в 1736 році.

.,.,.,.