ΕΠΑΓΓΕΛΜΑΤΙΚΑ ΔΙΚΑΙΩΜΑΤΑ: λίγο επί της ουσίας...

Τι είναι μαθηματικός μηχανικός;

Σας αρέσουν τα μαθηματικά και αισθάνεστε ότι μπορείτε να τα αξιοποιήσετε σημαντικά και πραγματικά προβλήματα της πρακτικής μηχανικής, επιστημονικού και βιομηχανικού ενδιαφέροντος; Τα τελευταία χρόνια έχει σημειωθεί πρωτοφανής ανάπτυξη στην εφαρμογή των μαθηματικών σε αυτά τα πεδία, όπως και στην πληροφορική, την διοίκηση επιχειρήσεων και τα οικονομικά. Οι μαθηματικοί μηχανικοί αναπτύσσουν και εφαρμόσουν προηγμένες μαθηματικές και υπολογιστικές τεχνικές, προκειμένου να κατανοήσουν και να επιλύσουν τέτοια προβλήματα.

Η μηχανική είναι η τέχνη της δημιουργίας και της βελτίωσης του περιβάλλοντος. Περιλαμβάνει σχεδιασμό, αισθητική, κατασκευή, ποιοτική αξιολόγηση και έλεγχο. Τίποτα από τα παραπάνω δεν είναι εφικτό χωρίς τα μαθηματικά. Η μαθηματική μηχανική βρίσκεται στον πυρήνα σε όλα τα παρακλάδια της κλασσικής μηχανικής, από την αεροναυπηγική έως τα ηλεκτρονικά, και από την μηχανολογία έως την μηχανική υπολογιστών. Καθώς ο τομέας της μηχανικής εξελίσσεται και αναπτύσσεται ραγδαία, τα μαθηματικά αποτελούν την βάση σε όλους τους κλάδους.

Μαθαίνουμε ότι τα μηχανικά συστήματα, τα οποία φαίνονται απλά στον σχεδιασμό, επιδεικνύουν απρόβλεπτη και ασταθή συμπεριφορά κατά την κατασκευή. Πάρτε το παράδειγμα μιας γέφυρας η οποία κατασκευάστηκε με ένα απλό σύστημα ανάρτησης. Εξετάσεις σε μοντέλα υπό κλίμακα δείχνουν την γέφυρα να είναι και δυνατή και σταθερή, ωστόσο όταν η κατασκευή χτιστεί, μπορεί να ταλαντεύεται χωρίς σταθερότητα. Η μη γραμμική δυναμική (Nonlinear dynamics) , η θεωρία του χάους, μας βοηθάει να προβλέψουμε τέτοιες συμπεριφορές και να διορθώσουμε το αρχικό σχέδιο πριν την έναρξη της κατασκευής. Παρόμοιες τεχνικές δίνουν την δυνατότητα στον μαθηματικό μηχανικό να κατανοήσει ποικιλόμορφα φαινόμενα, όπως το χάος σε ακτίνες Λέιζερ ημιαγωγών, πρότυπα κυκλοφοριακής συμφόρησης, την πρόβλεψη του καιρού, ή την αποστολή ενός διαστημόπλοιου στον ήλιο χρησιμοποιώντας ελάχιστα καύσιμα!

Επίσης, στην πλούσια σε δεδομένα κοινωνία μας, βλέπουμε πως η μηχανική μαθηματικών διαδραματίζει κεντρικό ρόλο. Από τον κατακλυσμό των δεδομένων που συλλέγουμε από ήχο, εικόνα, βίντεο και κείμενα, πρέπει να συγκρατήσουμε τις σημαντικές και κατάλληλες πληροφορίες. Οι γνώσεις μηχανικής μας βοηθούν να λύσουμε προβλήματα εκεί όπου οι κλασσικές τεχνικές υπολογιστικών επιστημών αποτυγχάνουν. Ας πάρουμε για παράδειγμα το φαινόμενο του θερμοκηπίου. Το περιβαλλοντικό αυτό φαινόμενο προκαλεί τρομερά προβλήματα σε ολόκληρο τον κόσμο. Χώρες όπου στο παρελθόν υπήρξαν άγονες πλέον μαστίζονται από πλημμύρες, ενώ οι γόνιμες χώρες αντιμετωπίζουν απροσδόκητες ξηρασίες. Τεχνικές τεχνητής νοημοσύνης μας δίνουν την δυνατότητα να δημιουργήσουμε μοντέλα από δορυφορικές εικόνες και από στοιχεία βροχοπτώσεων. Μπορούμε έπειτα να χρησιμοποιήσουμε αυτές τις πληροφορίες σε συνδυασμό με γεωλογικές γνώσεις και μαθηματικά μοντέλα και λεκάνες απορροής για να προβλέψουμε αν και πότε τα ποτάμια είναι πιο πιθανό να υπερχειλιστούν.






Την σημερινή εποχή, ακόμα και αν ένα προϊόν δεν περιέχει ηλεκτρονικό σύστημα, είναι σίγουρο ότι χρησιμοποιήθηκε ένα κατά τον σχεδιασμό και την κατασκευή του. Αυτό που δεν συνειδητοποιούμε είναι ότι όλα αυτά τα συστήματα χρειάζονται μαθηματικά. Από τον αλγόριθμο διόρθωσης λαθών σε ένα κινητό τηλέφωνο, έως τα προγράμματα ανάλυσης τάσεων τα οποία επιτρέπουν στους μηχανικούς να σχεδιάζουν γιγάντιες γέφυρες ή αεροσκάφη, η υπολογιστικές επιστήμες βρίσκονται παντού στον σύγχρονο κόσμο. Οι φοιτητές μαθηματικοί μηχανικοί έρχονται σε επαφή με ένα ευρύ πεδίο προγραμματισμού και πληροφορικής. Δεν αποφοιτούν απλά με την τυποποιημένη γνώση του βασικού προγραμματισμού σε γλώσσες όπως C, C++,Java και Matlab, αλλά βλέπουν από πρώτο χέρι πως χρησιμοποιούν οι μαθηματικοί αυτά τα εργαλεία. Μπορεί να βρεθούν στην θέση να γράφουν λογισμικό για την αυτόματη διάγνωση μιας πάθησης στους πνεύμονες, ή να εφεύρουν νέους αλγορίθμους ώστε να εξερευνήσουν και να κατανοήσουν άλλα χαοτικά συστήματα.

Τέτοιοι υπολογισμοί ωστόσο, θα πρέπει να συνδυάζονται με εμπειρία στην μαθηματική ανάλυση, και επίγνωση των μηχανικών συστημάτων. Αν και περίπλοκα συστήματα μπορούν να κωδικοποιηθούν σε πακέτα λογισμικού και τα αποτελέσματα να γίνουν άμεσα διαθέσιμα σε άτομα με ελάχιστη επιστημονική γνώση, η χρήση των υπολογισμών είναι άρρηκτα συνδεδεμένη με την διαμόρφωση του προβλήματος. Η μαθηματική μοντελοποίηση γίνεται ζωτικής σημασίας, μιας και ένα μοντέλο που δημιουργήθηκε με βάση ένα συγκεκριμένο σύνολο συνθηκών, μπορεί να είναι καταστροφικό για ένα άλλο σύνολο (συγκρίνετε τα σχήματα ενός 747 και ενός F-111).Ακόμα και με ένα δοκιμασμένο και ελεγμένο μοντέλο, λίγοι κώδικες μπορούν να ασχοληθούν με αντικείμενα ταχείας μεταβολής, όπως π.χ. θερμοκρασία και πίεση. Σε αυτές τις περιοχές, μαθηματικές ιδέες όπως ασυμπτωτική ανάλυση και θεωρία οριακού στρώματος(boundary layer theory) είναι απαραίτητα εργαλεία για την κατανόησή τους.

Το εύρος των μαθημάτων που μελετώνται ως μέρος του πτυχίου της Μαθηματικής Μηχανικής, δίνει την δυνατότητα στους φοιτητές να συμμετάσχουν σε δραστηριότητες περιπτωσιολογικής μελέτης (case study activities). Πρόκειται για τεχνολογικά προβλήματα, συχνά αντλούμενα από πραγματικές βιομηχανικές καταστάσεις και παρουσιάζονται σε μια μορφή καθημερινής ζωής. Όταν οι φοιτητές φτάσουν στο τελευταίο έτος φοίτησης, βρίσκονται σε άριστο επίπεδο, ώστε να συμμετάσχουν σε έρευνες αιχμής , εκπονώντας ένα μεγάλο έργο. Το έργο αυτό είναι η κατάλληλη ευκαιρία να χρησιμοποιηθούν όλες οι γνώσεις που απεκόμισε ο φοιτητής κατά την διάρκεια των προηγούμενων ετών. Έπειτα, είναι μια δημιουργική και πολύ απολαυστική εμπειρία, εφοδιάζοντας τους φοιτητές με ένα ευρύ φάσμα ικανοτήτων που θα χρησιμοποιηθούν στις μελλοντικές τους καριέρες.












ΕΥΚΑΙΡΙΕΣ:
Η βιομηχανία πλέον αποζητά έναν σημαντικό αριθμό αποφοίτων, οι οποίοι θα εφαρμόσουν μαθηματικές αρχές σε πρακτικές καταστάσεις. Οι μαθηματικοί μηχανικοί καλούνται να χρησιμοποιήσουν τις λογικές τους ικανότητες ώστε να διατυπώσουν ένα πρόβλημα, τις ικανότητες μοντελοποίησης ώστε να μεταφράσουν το πρόβλημα σε μαθηματικούς όρους, τις τεχνικές τους ικανότητες για να συντάξουν ένα πρόγραμμα σε υπολογιστή, τις μαθηματικές τους ικανότητες ώστε να αξιολογήσουν και να αμφισβητήσουν τα αποτελέσματα και τις γνώσεις τους πάνω στην μηχανική ώστε να εφαρμόσουν την λύση. Οι απόφοιτοι μαθηματικοί μηχανικοί είναι απολύτως απασχολήσιμοι- απόφοιτοι με τεχνικές και μεταβιβάσιμες ικανότητες, όπου τους δίνεται η δυνατότητα να διαδραματίσουν κυρίαρχο ρόλο ως μαθηματικοί και επαγγελματίες μηχανικοί στην βιομηχανία, την ακαδημαϊκή έρευνα, κτλ.

Ειδικευμένοι στην ανάλυση, το σχεδιασμό και την ανάπτυξη μιας τεράστιας ποικιλίας στον πραγματικό κόσμο των μηχανικών προβλημάτων, βασικές ικανότητες που αναπτύσσονται από μηχανικούς μαθηματικούς είναι μεταβιβάσιμες σε όλους τους κλάδους μηχανικής. Η Μαθηματική Μηχανική βρίσκεται στην καρδιά της μηχανικής.