Resumen de Aprendizaje reforzado en problemas de física: Optimización de un resonador

Roger Arnau, Lluís Miquel García Raffi , Vicente Romero García, Mattia Novelli

• español

  La optimización es un contenido que forma parte de prácticamente todos los temarios de cálculo de los primeros cursos de carreras técnicas. Por otro lado, la optmización de sistemas físicos es una pieza clave en la utilización de los mismos en inegniería. En este artículo pretendemos resolver el problema físico de encontrar el resonador de Helmholtz que, con el volumen más pequeño posible, tenga la frecuencia de resonancia lo más pequeña posible. De esta manera tenemos un problema matemático con significado físico y donde además los alumnos conocen los métodos tradicionales basados en el gradiente de la función y el estudio del Hessiano. Aprovecharemos este contexto conocido para abordar el problema utilizando la técnica de Inteligencia Artificial conocida como Aprendizaje por Refuerzo, lo que puede allanar el camino de su comprensión por parte del alumnado. El ejemplo aquí planteado corresponde a un nivel de postgrado.

• English

  Optimisation is a subject that appears in practically all the syllabuses of the first coursesin engineering. Moreover, the optimisation of physical systems is a key part of the use ofthe same in engineering. In this article we want to solve the physical problem of finding theHelmholtz resonator with the smallest possible volume and the lowest possible characteristicfrequency fR. In this way, we have a mathematical problem with a physical meaning, forwhich students are also familiar with the traditional methods based on the gradient of thefunction and the study of the Hessian. We will take advantage of this known context toapproach the problem using the Artificial Intelligence technique known as Reinforcement Learning, which may pave the way for its understanding by the students. The examplegiven here would correspond to a postgraduate level.