Efficient, real-time and automated data analysis is one of the key elements for achieving scientific success in complex engineering and physical systems, two examples of which include the JET and ITER tokamaks.One problem which is common to these fields is the determination of the pulsation modes from an irregularly sampled time series. To this end, there are a wealth of signal processing techniques that are being applied to post-pulse and real-time data analysis in such complex systems. Here, we wish to present a review of the applications of a method based on the sparse representation of signals, using examples of the synergies that can be exploited when combining ideas and methods from very different fields, such as astronomy, astrophysics and thermonuclear fusion plasmas.Examples of this work in astronomy and astrophysics are the analysis of pulsation modes in various classes of stars and the orbit determination software of the Pioneer spacecraft. Two examples of this work in thermonuclear fusion plasmas include the detection of magneto-hydrodynamic instabilities, which is now performed routinely in JET in real-time on a sub-millisecond time scale, and the studies leading to the optimization of the magnetic diagnostic system in ITER and TCV.These questions have been solved by formulating them as inverse problems, despite the fact that these applicative frameworks are extremely different from the classical use of sparse representations, from both the theoretical and computational point of view. The requirements, prospects and ideas for the signal processing and real-time data analysis applications of this method to the routine operation of ITER will also be discussed.Finally, a very recent development has been the attempt to apply this method to the deconvolution of the measurement of electric potential performed during a ground-based survey of a proto-Villanovian necropolis in central Italy.
複雑な工学的・物理学的システムにおいて科学的成功を達成するための重要な要素の一つは、効率的でリアルタイムかつ自動化されたデータ解析であり、その2つの例としてJETおよびITERトカマクが挙げられる。これらの分野に共通する問題の一つは、不規則にサンプリングされた時系列から脈動モードを決定することである。この目的のために、そのような複雑なシステムにおけるパルス後およびリアルタイムのデータ解析に適用されている豊富な信号処理技術が存在する。本稿では、信号のスパース表現に基づく手法の応用についてレビューを提示することを目的とし、天文学、天体物理学、熱核融合プラズマといった非常に異なる分野からのアイデアを組み合わせる際に活用できる相乗効果の例を用いる。天文学および天体物理学におけるこの研究の例は、様々な種類の恒星における脈動モードの解析と、パイオニア宇宙機の軌道決定ソフトウェアである。熱核融合プラズマにおけるこの研究の2つの例には、現在JETにおいてサブミリ秒の時間スケールでリアルタイムに日常的に実行されている磁気流体力学的不安定性の検出と、ITERおよびTCVにおける磁気診断システムの最適化につながる研究が含まれる。これらの問題は、応用的枠組みがスパース表現の古典的な使用法とは極めて異なるにもかかわらず、逆問題として定式化することによって解決されてきた。ITERの日常運転における信号処理およびリアルタイムデータ解析の応用に関する要件、見通し、そしてアイデアについても議論されるであろう。最後に、ごく最近の展開として、イタリア中部の原ヴィラノーヴァ文化期の墓地遺跡における地上調査中に実施された電位測定のデコンボリューションにこの手法を適用する試みがある。