IUTAM Symposium on Evolutionary Methods in Mechanics

   Sympozja pod patronatem Międzynarodowej Unii Mechaniki Teoretycznej i Stosowanej (International Union of Theoretical and Applied Mechanics - IUTAM) należą do najbardziej prestiżowych konferencji naukowych z zakresu mechaniki. IUTAM Symposium on Evolutionary Methods in Mechanics jest jedynym, które odbyło się w Polsce w tym roku. Sympozjum zorganizowały wspólnie: Politechnika Krakowska (Instytut Modelowania Komputerowego oraz Instytut Technologii Maszyn i Automatyzacji Produkcji), Politechnika Śląska (Katedra Wytrzymałości Materiałów i Metod Komputerowych Mechaniki) oraz Polskie Towarzystwo Metod Komputerowych Mechaniki.
Na Politechnice Krakowskiej 24-27 września 2002 spotkali się wybitni specjaliści z 18 krajów: Belgii, Brazylii, Francji, Hiszpanii, Indii, Izraela, Japonii, Kanady, Korei, Meksyku, Polski, Portugalii, Singapuru, Słowenii, USA, Tajwanu, Wielkiej Brytanii, Włoch.

Fot. W. Beluch
Uroczystość otwarcia Sympozjum IUTAM w Centrum Konferencyjnym Politechniki Krakowskiej, od lewej: prof. T. Burczyński, prof. A. Osyczka, prof. W. Cholewa - prorektor PŚl, prof. M. Chrzanowski - rektor PK, prof. G. Szefer - przewodniczący Komitetu Mechaniki PAN

Sympozjum poświęcone było podstawom teoretycznym i zastosowaniom metod ewolucyjnych w mechanice. Metody ewolucyjne to algorytmy inspirowane genetyką i teorią ewolucji, wykorzystywane do przeszukiwania przestrzeni rozwiązań. Nazwa ta obejmuje wiele podejść, które powstawały niezależnie od siebie w różnych ośrodkach naukowych na świecie. Do najbardziej znanych można zaliczyć: algorytmy genetyczne, strategie ewolucyjne, programowanie genetyczne i programowanie ewolucyjne.
Biologiczne inspiracje ujawniają się w specyficznej terminologii (jak np. gen, chromosom, genotyp itp.) i przystosowaniu jej do opisu tych metod. Na podstawie rozwiązywanego przez algorytm ewolucyjny zadania definiuje się środowisko, w którym zachodzą procesy ewolucji. Algorytm ewolucyjny przetwarza populację osobników, utożsamianych najczęściej z pojedynczym chromosomem, z których każdy jest propozycją rozwiązania postawionego problemu. Środowisko przyporządkowuje każdemu z osobników wartość liczbową, zwaną przystosowaniem, określającą jakość reprezentowanego przez niego rozwiązania. Każdy osobnik jest wyposażony w informację stanowiącą jego genotyp, będącą przepisem na utworzenie fenotypu - zestawu cech, na podstawie którego środowisko określa przystosowanie osobnika. Algorytm ewolucyjny działa w ten sposób, że przetwarza populację osobników poprzez operację selekcji, będącą modelem naturalnej selekcji Darwina oraz operacje krzyżowania i mutacji, które są wzorowane na procesach genetycznych.
Metody ewolucyjne oparte na tych zasadach stały się w ostatnich latach efektywnymi technikami komputerowymi, które służą do rozwiązywania wielu zagadnień z zakresu nauk technicznych i społecznych, w tym także mechaniki, budowy i eksploatacji maszyn, ze szczególnym uwzględnieniem zagadnień optymalizacji. Z poznawczego punktu widzenia bardzo interesujący jest fakt, iż metody wywodzące się z biologii znajdują spektakularne zastosowania w naukach technicznych.
Obok IUTAM merytoryczną opiekę nad sympozjum sprawowało Międzynarodowe Towarzystwo Optymalizacji Konstrukcji i Zagadnień Interdyscyplinarnych (International Society of Structural and Multidisciplinary Optimization - ISSMO) oraz Komitet Mechaniki PAN.
W skład Komitetu Naukowego Sympozjum powołanego przez Biuro IUTAM weszli: T. Burczyński (Polska) - współprzewodniczący, A. Osyczka (Polska) - współprzewodniczący, K. Deb (Indie), J. Engelbrecht (Estonia), D. E. Grierson (Kanada), R. Haftka (USA), P. Hajela (USA), S. Kundu (Japonia) i I. C. Parmee (Wielka Brytania). Komitet Organizacyjny składał się z następujących osób: T. Burczyński, A. Osyczka, M. Dziewoński, J. Habel, A. Karafiat, S. Krenich, W. Kulig, W. Kuś, P. Orantek, A. Sobos oraz B. Ulejczyk.
Owocna dyskusja i wymiana doświadczeń przyczyniła się do ugruntowania podstaw teoretycznych i interesujących zastosowań technik ewolucyjnych w zagadnieniach:

• optymalizacji kształtu i topologii konstrukcji,
• optymalizacji własności materiałowych i wymiarów konstrukcji,
• optymalizacji wielokryterialnej konstrukcji,
• rozwiązywania zagadnień odwrotnych, w tym identyfikacji defektów materiałowych,
• (pęknięcia, pustki inkluzje),
• symulacji wybranych procesów w biomechanice,
• połączenia ze sztucznymi sieciami neuronowymi,
• sztucznej inteligencji w mechanice.

Wyniki sympozjum oraz zaprezentowane na nim referaty ukażą się książce, która zostanie wydana przez Kluwer Academic Publishers w 2003 r.