Редактирование: Моделирование основных принципов биологических систем (организмы + глюкоза)

Перейти к: навигация, поиск

Внимание! Вы не авторизовались на сайте. Ваш IP-адрес будет публично видимым, если вы будете вносить любые правки. Если вы войдёте или создадите учётную запись, правки вместо этого будут связаны с вашим именем пользователя, а также у вас появятся другие преимущества.

Правка может быть отменена. Пожалуйста, просмотрите сравнение версий, чтобы убедиться, что это именно те изменения, которые вас интересуют, и нажмите «Записать страницу», чтобы изменения вступили в силу.
Текущая версия Ваш текст
Строка 1: Строка 1:
Жизненный цикл организмов, с одной стороны, подчиняется простым правилам, которые легко пронаблюдать, с другой же, помогает понять появление, существование и дальнейшее развитие всех живых организмов в целом. Именно поэтому было решено смоделировать развитие простейшей биологической системы.
+
Жизненный цикл живых организмов, с одной стороны, подчиняется простым правилам, которые легко пронаблюдать, с другой же, помогает понять появление, существование и дальнейшее развитие всех живых организмов в целом. Именно поэтому было решено смоделировать развитие простейшей биологической системы.
  
 
В качестве «платформы» для моделирования используется [https://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%9A%D0%BB%D0%B5%D1%82%D0%BE%D1%87%D0%BD%D1%8B%D0%B9_%D0%B0%D0%B2%D1%82%D0%BE%D0%BC%D0%B0%D1%82 клеточный автомат].
 
В качестве «платформы» для моделирования используется [https://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%9A%D0%BB%D0%B5%D1%82%D0%BE%D1%87%D0%BD%D1%8B%D0%B9_%D0%B0%D0%B2%D1%82%D0%BE%D0%BC%D0%B0%D1%82 клеточный автомат].
  
 
== Описание системы ==
 
== Описание системы ==
Модель представляет из себя замкнутое поле, где в начальный момент времени хаотично распределены организмы (обозначены черными точками). Эти элементы системы обладают массой, которая растет со временем при потреблении глюкозы. Глюкоза параметр системы, обозначающий количество пищи в ней. Она равномерно распределена по всему полю в любой момент времени, и на каждой итерации каждым организмом поглощается определённое количество глюкозы <math>m_{pg}</math>.
+
Модель представляет из себя замкнутое поле, где в начальный момент времени случайным образом распределены организмы (обозначены черными точками). Организмы обладают массой, которая растет со временем при потреблении глюкозы. Глюкоза - параметр системы, обозначающий количество пищи в системе. Она равномерно распределена по всей системе в любой момент времени и каждый шаг времени каждым организмом поглащается определённое количество глюкозы <math>m_{pg}</math>.
  
Когда масса организма <math>m_{P}</math> достигает определённого значения <math>m_{req}</math>, он делится на родительский и дочерний (если вокруг родительского организма есть место для появления дочернего). Масса, требуемая для деления <math>m_{req}</math>, и масса дочернего организма <math>m_d</math> — задаваемые параметры системы. Масса организма-родителя после деления расcчитывается следующим образом:
+
Когда масса организма <math>m_{P}</math> достигает определённого значения <math>m_{req}</math>, он делится на родительский и дочерний (если вокруг родительского организма есть место для появления дочернего). Масса, требуемая для деления <math>m_{req}</math>, и масса дочернего организма <math>m_d</math> — задаваемые параметры системы. Масса организма-родителя после деления расчитывается следующим образом:
  
 
:<math>m_{Pa} = m_{P} - m_d</math>.
 
:<math>m_{Pa} = m_{P} - m_d</math>.
  
В системе определена продолжительность жизни организмов <math>t_L</math>. Когда возраст организма достигает значения <math>t_L</math> — организм удаляется с поля (умирает), а его масса превращается в глюкозу. Так же, организмы могут перемещаться с некоторой вероятностью <math>p_{m}</math>.  
+
В системе определена продолжительность жизни организмов <math>t_L</math>. Когда возраст организма достигает значения <math>t_L</math> — организм удаляется с поля (умирает), а его масса превращается в глюкозу.
  
В итоге мы получаем 7 параметров, задающих начальное состояние системы, каждый из которых можно регулировать:
+
Итого, 7 параметров (???каких в сумме???), задающих начальное состояние системы, каждый из которых можно регулировать.
* Масса (количество) глюкозы;
 
* Количество глюкозы, поглощаемое в единицу времени (<math>m_{pg}</math>);
 
* Масса организмов (<math>m_{P}</math>);
 
* Масса предельная (<math>m_{req}</math>);
 
* Масса дочернего организма (<math>m_d</math>);
 
* Продолжительность жизни организма (<math>t_L</math>);
 
* Вероятность перемещения (<math>p_{m}</math>).
 
  
 
== Программа ==
 
== Программа ==
  
 
Регулятор '''FPS''' позволяет установить количество шагов (итераций) в секунду.  
 
Регулятор '''FPS''' позволяет установить количество шагов (итераций) в секунду.  
В выпадающем списке '''Эксперименты''' можно выбрать один из заранее заготовленных экспериментов.  
+
Регулятором '''Эксперимент''' можно переключаться между заранее подготовленными экспериментами.  
Первый эксперимент можно условно назвать "Клетка", второй - "Мышь". Названия выбраны с целью развития в направлении приближения системы к реальной биологической. Это накладывает более строгие рамки на соотношения между такими величинами, как "масса" и "масса,необходимая для размножения"; более строго определить параметр "вероятность передвижения"; и,что самое важное, перейти от абстрактных условных единиц к вполне реальным и ввести типичное для данного вида распределение по возрасту и массе. Для этих двух экспериментов установлены данные единицы измерения :
+
Первый эксперимент можно условно назвать "Клетка", второй "Мышь". Названия выбраны с целью развития в направлении приближения системы к реальной биологической системы. Это накладывает более строгие рамки на соотношения между такими величинами, как "масса" и "масса,необходимая для размножения"; более строго определить параметр "вероятность передвижения"; и,что самое важное, перейти от абстрактных условных единиц к вполне реальным и ввести типичное для данного вида распределение по возрасту и массе. Для этих двух экспериментов установлены данные единицы измерения :
* Единица времени (сколько времени "проходит" в системе между двумя итерациями - четверть суток);
+
* Единица времени (сколько времени "проходит" в системе между двумя итерациями - четверть суток;
 
* Единица массы - масса одной молекулы глюкозы (3 * 10<sup>-25</sup> мг).
 
* Единица массы - масса одной молекулы глюкозы (3 * 10<sup>-25</sup> мг).
Эти ограничения позволяют облегчить основную цель проекта - нахождения зависимости в развитии биологической системы от начальных параметров путем уменьшения количества тех самых параметров, используя знания, данные биологией.
+
Данные рамки позволяют облегчить основную цель проекта - нахождения зависимости в развитии биологической системы от начальных параметров системы путем уменьшения количества тех самых параметров, используя знания, данные биологией.
  
{{#widget:Iframe |url=http://tm.spbstu.ru/htmlets/Lebedev/Biology/Cells/Yeast.html |width = 1120 |height=860 |border=0 }}
+
{{#widget:Iframe |url=http://tm.spbstu.ru/htmlets/Lebedev/Yeast.html |width = 1020 |height=660 |border=0 }}
Вам запрещено изменять защиту статьи. Edit Создать редактором

Обратите внимание, что все добавления и изменения текста статьи рассматриваются как выпущенные на условиях лицензии Public Domain (см. Department of Theoretical and Applied Mechanics:Авторские права). Если вы не хотите, чтобы ваши тексты свободно распространялись и редактировались любым желающим, не помещайте их сюда.
Вы также подтверждаете, что являетесь автором вносимых дополнений или скопировали их из источника, допускающего свободное распространение и изменение своего содержимого.
НЕ РАЗМЕЩАЙТЕ БЕЗ РАЗРЕШЕНИЯ МАТЕРИАЛЫ, ОХРАНЯЕМЫЕ АВТОРСКИМ ПРАВОМ!

To protect the wiki against automated edit spam, we kindly ask you to solve the following CAPTCHA:

Отменить | Справка по редактированию  (в новом окне)