Mathematical Models of the Real World
757 subscribers
296 photos
3 videos
19 files
810 links
Channel of Professor Andrey Uskov @ProfUskov about mathematical models (Israel).
It is a mirror of the Facebook group https://www.facebook.com/groups/mathmodels
加入频道
Alex Gor · 6 мин. ·
http://dalab.unn.ru/
Дорогие друзья. Я повторю преамбулу. У меня есть все шансы не дожить до следующей оттепели. А многое хочется сказать про науку и матмоделирование. Многое уже сказано по-русски - книги, статьи, лекции. Я прошу Вашего внимания. Скачивайте, пожалуйста, пока есть такая возможность, пока работает связь и интернет. В серии публикаций здесь я выложу линки, тексты и видео. РАЗРЕШАЮ НЕОГРАНИЧЕННО ИСПОЛЬЗОВАТЬ ДЛЯ ОБРАЗОВАТЕЛЬНЫХ И НАУЧНЫХ ЦЕЛЕЙ.
Вот этот сайт создан на базе ННГУ им Лобачевского. Он более-менее отражает состояние на конец 2020. За 2021 год прочитано немало лекций и вышли многие публикации. Я их отдельно упорядочу и выложу. А пока - здесь. Пока все как-то работает. Лекции в самом низу страницы. Есть книги и коллекции оттисков - не только мои, но и тематические, как нелинейный метод главных компонент и др. Пожалуйста, скачивайте, пока не поздно, а то потом не будет совсем.
Всегда ваш
А. Горбань
👍11😢3
Alex Gor поделился ссылкой.
3 мин. ·
Дорогие друзья!
Продолжаю выкладывать "наследство". Книга (сборник) про модели адаптации. В 2021 вышла наша статья, подводящая итоги мнологетней исследовательской работе:
Gorban, A. N., Tyukina, T. A., Pokidysheva, L. I., & Smirnova, E. V. (2021). Dynamic and thermodynamic models of adaptation. Physics of Life Reviews, 37, 17-64.
в замечательном журнале Physics of Life Reviews, импакт-фактор которого колеблется между 11 и 15, а сам журнал уверенно занимает одно из первых мест (1-2-3) в WoS рейтингах журналов по биологии и биофизике. (Главный редактор этого журнала Leonid Perlovsky сейчас в Одессе, помолимся за него.) Этот журнал замечателен еще и тем, что он организует широкие дискуссии опубликованных материалов. За год опубликовано 12 комментариев к нашей статье, расширяющих и анализирующих основные концепции, а также наше заключение к дискуссии с аналитическим подведением итогов. Мы собрали статьи, все комментарии и заключение в небольшую книжку. Файл прицепить пока не удается, но линк к файлообменнику здесть
https://disk.yandex.ru/i/LvAZX_ToGV9XzQ
Аннотация статьи внизу (автоматический перевод Яндекса).
Концепция биологической адаптации с самого начала была тесно связана с некоторыми математическими, инженерными и физическими идеями. Кэннон в своей книге `Мудрость тела" (1932) систематически использовал инженерное видение регулирования. В 1938 году Селье обогатил этот подход понятием энергии адаптации. Этот термин вызывает много споров, если понимать его буквально, как физическую величину, то есть своего рода энергию. Селье не использовал язык математики систематически, но формализация его феноменологической теории в духе термодинамики была простой и приводила к проверяемым предсказаниям. В 1980-х годах была изучена динамика корреляции и дисперсии в системах, адаптирующихся к нагрузке факторов окружающей среды, и был обнаружен универсальный эффект в ансамблях систем, находящихся под нагрузкой аналогичных факторов: в кризис, как правило, еще до появления очевидных симптомов стресса, корреляция увеличивается вместе с дисперсией (и волатильностью). В течение 30 лет этот эффект подтверждался многими наблюдениями за группами людей, мышей, деревьев, травянистых растений, а также за финансовыми временными рядами. За последние десять лет эти результаты были дополнены множеством новых экспериментов, от генной сети в кардиологии и онкологии до динамики депрессии и клинической психотерапии. Было разработано несколько систем моделей: термодинамическая теория адаптации ансамблей и несколько семейств моделей индивидуальной адаптации. Исторически сложилось так, что первая группа моделей была основана на концепции энергии адаптации Селье и использовала оценки пригодности. Две другие группы моделей основаны на идее бифуркации скрытого аттрактора и на адвекционно-диффузионной модели распределения населения в пространстве физиологических признаков. Мы исследуем этот мир моделей и экспериментов, начиная с классических работ, уделяя особое внимание результатам последних десяти лет и открытым вопросам.
Gorban AN, Tyukina TA, Pokidysheva LI, Smirnova EV. Dynamic and thermodynamic models of adaptation. Phys Life Rev 2021;37:17–64. https://doi.org/10.1016/j.plrev.2021.03.001
Franceschi C. Aging, Inflammaging and Adaptation. Phys Life Rev 2021;38:107–110. https://doi.org/10.1016/j.plrev.2021.07.001
Bizzarri M, Pontecorvi P. Critical transition across the Waddington landscape as an interpretative model. Phys Life Rev 2021;38:115–119. https://doi.org/10.1016/j.plrev.2021.05.010
Nazarenko T, Blyuss O, Whitwell H, Zaikin A. Ensemble of correlation, parenclitic and synolitic graphs as a tool to detect universal changes in complex biological systems. Phys Life Rev 2021;38:120–123. https://doi.org/10.1016/j.plrev.2021.05.009
Di Paola L, Leitner DM. Network models of biological adaptation at the molecular scale. Phys Life Rev 2021;38:124–126. https://doi.org/10.1016/j.plrev.2021.05.008
👍5
Vasenina E, Kataoka R, Loenneke JP, Buckner SL. Exercise science perspective. Phys Life Rev 2021;38:129–131. https://doi.org/10.1016/j.plrev.2021.05.005
Zinovyev A. Adaptation through the lens of single-cell multi-omics data. Phys Life Rev 2021;38:132–134. https://doi.org/10.1016/j.plrev.2021.05.004
Allahverdyan AE. Energy dissipation and storage in adaptation and homeostasis. Phys Life Rev 2021;38:137–139. https://doi.org/10.1016/j.plrev.2021.05.002
Selvarajoo K. Searching for unifying laws of general adaptation syndrome. Phys Life Rev 2021;38:97–99. https://doi.org/10.1016/j.plrev.2021.04.001
Giuliani A. The statistical mechanics of life. Phys Life Rev 2021;38:100–102. https://doi.org/10.1016/j.plrev.2021.04.003
Liu R, Aihara K, Chen L. Collective fluctuation implies imminent state transition. Phys Life Rev 2021;38:103–107. https://doi.org/10.1016/j.plrev.2021.04.002
Red'ko VG. Some aspects of adaptation and evolution. Phys Life Rev 2021;38:108–110. https://doi.org/10.1016/j.plrev.2021.04.004
Ueltzhöffer K., Da Costa L, Friston KJ. Variational free energy, individual fitness, and population dynamics under acute stress. Phys Life Rev 2021;38:111–115. https://doi.org/10.1016/j.plrev.2021.04.005
Gorban AN, Tyukina TA, Pokidysheva LI, Smirnova EV. It is useful to analyze correlation graphs. Phys Life Rev 2022;40:15-23. https://doi.org/10.1016/j.plrev.2021.10.002
👍1
Микросети — это группы домов и предприятий, которые используют, генерируют и совместно используют электроэнергию. Когда основная сеть вышла их строя, они могут отключиться от нее и продолжать работать. Концепция подразумевает использование альтернативных источников энергии, прежде всего солнечных или ветровых электростанций. Также должны использоваться современные цифровые технологии, которые будут распределять нагрузку.
Наличие энергоснабжения во время любой катастрофы и после нее — это жизненная необходимость, но обычно даже если электричество, то оно поступает с перебоями... все чаще происходят разрушительные наводнения и пожары, это приводит к повреждению электрических столбов и проводов.
Авторы новой работы изучили исследования о том, как разные страны и регионы реагируют на стихийные бедствия, в частности, как размещают и используют микросети. Эти конструкции выдерживали наводнения и землетрясения. В результате авторы сделали вывод, что микросети могут помочь небольшим городам или сообществам пользоваться электроэнергией...
https://www.mdpi.com/2071-1050/14/6/3186
https://hightech.fm/2022/03/09/microgrids-communities
👍5
Исследователи обнаружили, что искусственный интеллект (ИИ) может восстановить утраченные фрагменты текста, от императорских указов до стихотворений Сафо. Ученые разработали систему, которая распознает пробелы в тексте и определяет, когда была создана надпись.
https://www.nature.com/articles/s41586-022-04448-z
https://hightech.fm/2022/03/10/ai-could-decipher-gaps (текст на русском и видео на английском)
👍1🔥1
На поведение сыновей влияют гены матери, на поведение дочерей — отца
В недавнем исследовании на модели мышей ученые из США продемонстрировали, что гены, унаследованные от одного из родителей, влияют на гормоны и значимые нейромедиаторы, регулирующие настроение и поведение человека. Причем, в случае сыновей это гены матери, а в случае дочерей — гены отца.
Могут ли эти генетические отличия приводить к разнице в поведении? Ответ дал анализ мышей с отключенными генами, которых выпустили свободно искать себе корм в обстановке, максимально приближенной к естественной. Их поведение анализировал специально созданный алгоритм, который выявил незаметные, но важные закономерности.
https://hightech.plus/2022/03/10/na-povedenie-sinovei-vliyayut-geni-materi-na-povedenie-docherei---otca
👍2
Звучит как фантастика
"Для навигации птицы используют магнитное поле планеты, и делают это они при помощи квантовых эффектов. При этом работают молекулярные фрагменты, так называемые радикальные пары, которые расположены в глазах. Птицы буквально видят магнитные линии и ориентируются по ним."
https://hightech.plus/2022/03/16/pereletnie-ptici-ispolzuyut-kvantovie-effekti-dlya-navigacii
🔥4👍1
Пауки используют свои сети, как одно большое «ухо», которое улавливает звуки...

Ученым известно, что пауки реагируют на вибрации в паутине, которые сигнализируют, например, о потенциальной добыче. Но авторы новой работы расширили эти знания и заявили, что пауки поворачиваются, приседают или распластываются в ответ на звуки.
Они обнаружили, что пауки не только локализуют источник звука, но и могут определить его направление со 100% точностью.
Чтобы лучше понять механизм слуха паука, исследователи использовали лазерную виброметрию и измерили более тысячи мест на паутине. Результат показал, что паутина передает звук почти с максимальной физической эффективностью в сверхшироком диапазоне частот.
По словам авторов, их исследование поможет создать чрезвычайно чувствительные микрофоны для использования в слуховых аппаратах и мобильных телефонах.
https://hightech.fm/2022/03/30/extend-hearing
https://www.pnas.org/doi/10.1073/pnas.2122789119
👍4🔥2
Прогнозировать временной ряд, когда мы не имеем никакой априорной информации, кроме кусочка данных из его истории всегда было неблагодарным занятием...


В тоже время число желающий строить такие алгоритмы прогнозирования не уменьшается...
Исследователи из Массачусетского технологического института разработали систему прогнозирования, которая работает с любыми рядами временных данных и доступна для использования неспециалистами. Результаты экспериментов показали, что используемые алгоритмы эффективнее существующих методов глубокого машинного обучения в предсказании будущих значений различных показателей и заполнении отсутствующих данных.
В качестве основы для своего алгоритма исследователи взяли анализ сингулярного спектра (SSA). С использованием этого метода можно вычислять значения и строить прогнозы на основе отдельных временных рядов. Программисты из МТИ доработали алгоритм, чтобы исключить необходимость ручной настройки переменных.

Оригинальная стать: https://news.mit.edu/2022/tensor-predicting-future-0328
https://hightech.fm/2022/03/28/predicting-future
👍4
Ничего не понял... Когда Розенблатт сделал свою первую нейросеть - многослойный персептрон... Это была электрическая схема, в которой при обучении веса настраивались в виде переменных сопротивлений...
И вот спустя более 6-ти десятилетий снова...
Ученые из Университета Пенсильвании открыли новый подход к машинному обучению. Обычная электрическая цепь самостоятельно научилась распознавать цветы по размеру лепестков.
Группа ученых под руководством физика Сэмюэла Диллаву собрала небольшую электрическую сеть, соединив случайным образом 16 резисторов. Исследователи устанавливают напряжение для определенных входных узлов и считывают показатели выходных узлов. Самостоятельно регулируя резисторы, сеть научилась производить желаемые данные для заданного набора исходных значений.
Статья на русском: https://hightech.fm/2022/03/20/electric-ai
Оригинальная статья: https://www.science.org/content/article/simple-electrical-circuit-learns-its-own-no-help-computer
👍3🔥1
Как известно, капли со временем разрушают даже очень твердую поверхность. Оказывается, это явление не было хорошо изучено, и вот теперь с помощью специальных измерений удалось исследовать как это происходит и построить математическую модель.
Оригинальная статья https://www.nature.com/articles/s41467-022-29345-x
Статья на русском https://hightech.fm/2022/03/31/liquid-droplets-erode
👍6
Оказалось что у рыб есть элементарные математические способности...

В частности, рыбы могут определять цвет карточки, который ассоциируется с прибавлением или вычитанием единицы и потом выбирать ворота с цифрами, содержащими правильный ответ...
Также в экспериментах выяснено, что скат обладает еще лучшими математическими способностями, по сравнению с рыбами...
Оригинальная статья https://scitechdaily.com/fish-doing-math-scientists-teach-zebra-mbuna-fish-and-stingrays-to-add-and-subtract/
Текст на русском https://focus.ua/technologies/511099-rybam-daetsya-matematika-v-hode-eksperimenta-podvodnyh-zhiteley-nauchili-slagat-i-vychitat
👏5
Можете в меня, конечно, кидаться чем угодно... но я создал еще одно зеркало группы на ЯндексДзен... Мне хочется иметь зеркало, которое можно читать без регистрации... https://zen.yandex.ru/id/6242fc03fcb2420fcb9dfdc2
👍3
Израильский стартап Beewise построил умный дом (улей) для пчел с автономным питанием от солнечных батарей. При принятии решений используются методы машинного обучения.
«Мы единственная компания на планете, которая использует высокоточную робототехнику в тандеме с самыми инновационными технологиями в мире, включая ИИ и компьютерное зрение, чтобы спасти пчел», — заявил гендиректор Beewise Саар Сафра.
Текст на русском https://hightech.plus/2022/04/01/robotizirovannii-ulei-ot-beewise-daet-na-50-bolshe-meda
Первоисточник https://www.reuters.com/technology/israeli-robotic-beehive-maker-raises-80-mln-private-funds-2022-03-30/
👍5
Порой удивляет способность некоторых людей подстраиваться под начальство, при этом даже утрачивая логику и здравый смысл...
Вероятно, это "автоматное поведение", которое не зависит от сознания и воли человека... об этом говорят исследования, проведенные на мышах...
"В мозге нашли нейроны социальной иерархии... У зверей социальный ранг оценивают нейроны средней префронтальной коры, и если у мышей подействовать на среднюю префронтальную кору, они станут вести себя так, как будто их статус среди других мышей внезапно изменился. Однако эта зона коры довольно велика, и до сих пор известно было довольно мало подробностей о том, как работают нейроны социального ранга."
Думаю, что такие исследования могут быть полезны при математическом моделировании социальных систем...
https://nkj.ru/news/43592/?fbclid=IwAR0beo1sV_7NL_Cu59jBkQSqG0hDJl_VDv9IBNwin3_6sAil1c1TTz9KkLo
🔥4👍2
Полезный канал для тех, кто хочет пополнить свою электронную библиотеку книгами по математике, физике и программированию.
https://yangx.top/physics_lib
👍3🔥2
Новое интересное направление биоинформатики...

ДНК-компьютер — это вычислительная система, которая работает на основе биохимии, а не электроники. Такие компьютерные системы используют ферменты, которые взаимодействуют с ДНК, что приводит к цепным реакциям.
Исследователи из Университета Эмори разработали новый метод создания ДНК-компьютеров, который может производить сотни вычислений параллельно. Результаты работы опубликованы в журнале Nature Nanotechnology.
Для чего могут использоваться такие вычисления?
Их, в частности, можно встроить в тест системы для проведения различных анализов, например, определение наличия вирусов в биологических жидкостях...
Текст на русском https://hightech.fm/2022/04/03/dna-glass-computing
Оригинальная статья https://www.nature.com/articles/s41565-022-01080-w
👍2🔥2
Кто о чем... а вшивый о бане...
Межправительственная группа экспертов по изменению климата (МГЭИК) опубликовала третью часть своего Шестого доклада (AR6). Текст содержит подробные оценки существующих выбросов парниковых газов и анализ всевозможных мер, которые могут их сократить. Согласно докладу, для ограничения глобального потепления двумя градусами Цельсия по отношению к доиндустриальному периоду придется рекордно снизить антропогенные выбросы парниковых газов, ограничив, например, использование нефти для получения энергии, на 40 процентов к 2050 году. Также для достижения оглашенной цели неизбежно активное правовое регулирование мер для поддержания климатической политики и быстрое внедрение новых технологий по захвату углекислого газа из атмосферы.
Источник на русском https://nplus1.ru/news/2022/04/04/ipcc-2022
Оригинал https://report.ipcc.ch/ar6wg3/index.html

Думаю, не понадобится... и так все развивается по сценарию из Апокалипсиса... Эпидемия, Война... а впереди Голод и Смерть...
🔥4
В статье обсуждается почему одни и те же открытия часто делают разные людям в разных странах мира практически одновременно... Почему в некоторых местах возникают "рассадники гениев", которые делают огромное количество открытий. Отмечается, что это свойственно не только науке, но развитию наиболее значительных бизнес-идей.
https://www.strangeloopcanon.com/p/eureka-on-the-clustering-of-geniuses?s=r
👍8