¿Qué es la Ingeniería Matemática?

¿Disfruta de las matemáticas y se siente que usted desea utilizar para resolver importantes problemas del mundo real de la ingeniería directa, relevancia científica o industrial? En los últimos años ha habido un crecimiento extraordinario en la aplicación de las matemáticas a estos campos, así como a la tecnología de la información, la gestión y las finanzas. Matemáticos de ingeniería desarrollan y aplican técnicas matemáticas y computacionales avanzados para entender estos problemas.

La ingeniería es el arte de la creación y la mejora de nuestro medio ambiente. Se trata de la planificación, diseño, construcción, evaluación y control de calidad. Ninguno de ellos habría sido posible sin las matemáticas. Ingeniería de las matemáticas está en el centro de todas las ramas de la ingeniería, desde la ingeniería aeroespacial a la electrónica y la ingeniería mecánica con la informática. Como ingeniería evoluciona y se desarrolla, las matemáticas es la base común de todas las nuevas disciplinas.

Estamos aprendiendo que los sistemas de ingeniería, que parecen fáciles de diseñar, presentan un comportamiento impredecible e inestable cuando se construyó. Tomemos el ejemplo de un puente que se compone de una simple estructura de la suspensión. Las pruebas en modelos a escala se muestran el puente para ser fuerte y estable, pero cuando se construyó la estructura real que pueden influir vacilante. La dinámica no lineal, la matemática del caos, nos puede ayudar a predecir este comportamiento y corregir el diseño antes de que comience la construcción. Técnicas similares permiten a los matemáticos de ingeniería para comprender fenómenos tan diversos como el caos en láseres de semiconductor y patrones en los atascos de tráfico, para predecir el tiempo, o para enviar una nave al sol utilizando sólo una pequeña cantidad de combustible!

En nuestra sociedad rica en datos también vemos cómo la ingeniería matemática cumple un papel fundamental. Desde el diluvio de datos recogidos de sonidos, imágenes, vídeos y textos que tenemos que extraer la información importante y apropiado. Ingeniería del conocimiento nos puede ayudar a resolver problemas en los que las técnicas tradicionales de la informática fallan. Tomemos el ejemplo del calentamiento global. Este fenómeno ambiental está causando problemas devastadores en todo el mundo. 
Países que antes áridas sufren inundaciones masivas mientras que los países fértiles enfrentan sequías inesperadas. Técnicas de inteligencia artificial nos permiten aprender los patrones de imágenes de satélite y datos de precipitaciones. A continuación, podemos fusionar esta información con el conocimiento geológico de expertos y modelos matemáticos de las cuencas hidrográficas para predecir cuando los ríos son propensos a inundaciones.

Hoy en día, incluso si un producto no contiene una computadora, usted puede estar seguro de que uno fue utilizado en su diseño. Lo que no saben es que todos estos equipos necesitan matemáticas. Desde el algoritmo de corrección de errores en su teléfono móvil para destacar los programas de análisis que permiten a los ingenieros de diseño de puentes gigantes o aeronaves, cómputo científico está en todas partes en el mundo moderno. Los estudiantes de ingeniería matemáticas están expuestos a una amplia gama de programación de computadoras. No sólo se gradúan con conocimientos de lenguajes de programación estándar de la industria, tales como C, C + +, Java y Matlab, pero ver de primera mano cómo los matemáticos usan estas herramientas. Ellos podrían encontrarse escribiendo software para diagnosticar la enfermedad pulmonar de forma automática, o inventar nuevos algoritmos para explorar y comprender los sistemas caóticos.

Computing, sin embargo se debe combinar con experiencia en el análisis matemático y el conocimiento de los sistemas de ingeniería. A pesar de que los problemas complicados pueden ser codificados en paquetes de software y los resultados se hagan disponibles muy rápidamente por las personas con poca habilidad científica, la utilidad de la informática es altamente dependiente de la formulación del problema. Los modelos matemáticos se convierte de vital importancia, como un modelo creado por un conjunto de condiciones puede ser desastroso en otro (comparar las formas de un 747 y un F-111).Incluso con un modelo de probada eficacia, unos códigos informáticos pueden tratar con regiones de rápida variación de (por ejemplo) la temperatura o la presión. En estas áreas, las ideas matemáticas, como el análisis y la teoría asintótica capa límite son indispensables como herramientas para ayudar a la comprensión.

La gama de cursos de estudio como parte de una carrera de Ingeniería Matemática permiten a los estudiantes para trabajar en actividades de 'estudio de caso': problemas tecnológicos, a menudo derivados de las situaciones reales de la industria, y se presenta en un formato de la vida real. Cuando los alumnos llegan a su último año, están perfectamente situados para tomar parte en la investigación de vanguardia mediante la realización de un proyecto importante. El trabajo del proyecto es una excelente oportunidad para poner en práctica las habilidades enseñadas durante el resto de la carrera. Además, es una experiencia creativa y muy agradable, proporcionando a los estudiantes una amplia gama de habilidades para su futura carrera.

Ejemplos de actividades de estudio de caso:

• Los niveles de agua de modelado en un sistema de represas hidroeléctricas
• Desarrollo de un sistema de televisión digital
• Los niveles de azúcar en la sangre Modelado en pacientes con diabetes
• La estimación de la demanda de potencia para el motor de accionamiento en un sistema de radar
• Investigación de la erosión teniendo en motores diesel

Oportunidades 

Industria exige ahora un número creciente de graduados aritmética que pueden aplicar las matemáticas en situaciones prácticas. Graduados de Ingeniería Matemática están llamados a utilizar sus habilidades lógicas para formular un problema, sus habilidades de modelado para traducir el problema a términos matemáticos, y sus habilidades técnicas para escribir un programa informático, su comprensión de las matemáticas a la pregunta e interpretar los resultados, y su conocimiento de ingeniería para implementar la solución.Graduados de Ingeniería Matemática, son de estilo empleables - los estudiantes se gradúan con conocimientos técnicos y transferibles que les permitan desempeñar un papel destacado y creativo como los matemáticos y los profesionales de la ingeniería en la industria, la investigación académica, y en otros lugares.

Especializada en el análisis, diseño y desarrollo de una gran variedad de problemas de ingeniería del mundo real, las competencias básicas desarrolladas por los matemáticos de ingeniería son transferibles a todas las disciplinas de ingeniería. Ingeniería Matemática está en el corazón de la ingeniería.

Universidad de Bristol

Autor: 

Dr. Martin Homer 

Profesor de Ingeniería Matemática 

Universidad de Bristol

Más