Моделирование основных принципов биологических систем (организмы + глюкоза) — различия между версиями
Денис (обсуждение | вклад) |
Денис (обсуждение | вклад) |
||
| Строка 4: | Строка 4: | ||
== Описание системы == | == Описание системы == | ||
| − | 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 | + | 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 расчитывается 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: | ||
Версия 17:56, 4 ноября 2015
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 клеточный автомат.
Описание системы
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 .
Когда масса организма достигает определённого значения , он делится на родительский и дочерний (если вокруг родительского организма есть место для появления дочернего). Масса, требуемая для деления , и масса дочернего организма — задаваемые параметры системы. Масса организма-родителя после деления расчитывается следующим образом:
- .
В системе определена продолжительность жизни организмов . Когда возраст организма достигает значения — организм удаляется с поля (умирает), а его масса превращается в глюкозу.
Итого, 7 параметров (???каких в сумме???), задающих начальное состояние системы, каждый из которых можно регулировать.
Программа
Регулятор FPS позволяет установить количество шагов (итераций) в секунду. 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 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 массы - масса одной молекулы глюкозы (3 * 10-25 мг).
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.
