Mathematical Models of the Real World – Telegram
Mathematical Models of the Real World
807 subscribers
317 photos
3 videos
20 files
879 links
Channel of Professor Andrey Uskov @ProfUskov about mathematical models.
Download Telegram
Так уж получилось, что мне много лет пришлось заниматься нечеткой логикой в системах управления и принятия решений...
Нашел в инете забавную картинку с примерами нечеткого описания понятий из жизни...
🔥1
Решать уравнения небесной механики и предсказывать как пролетит астероид научились...
А вот что делать, когда окажется, что летит он ровно в цель - не понятно...
Все как уже показала эпидемия - из медицины пипл лучше всего платит за косметологию и средства от импотенции...
А когда его привозят в реанимацию, то препараты для лечения как-то сами собой должны быть разработаны и готовы к применению без личных инвестиций пипла... ибо до заезда в реанимацию ему было это не очень интересно...
https://detaly.co.il/ogromnyj-asteroid-edva-razminetsya-s-zemlej-na-sleduyushhej-nedele/
👍2
О первом экспериментальном обнаружении дальнодействующих сил притяжения между биологическими молекулами...

Помню как-то поругался с профессором-медиком... он был редактором одного вузовского журнала на стыке медицины и математики, даже какое-то время ВАКовского... И вот в его журнале я вдруг нашел статью, в которой рассказывалось о "живых" атомах, из которых состоят молекулы живых существ, и принципиальном отличии указанных атомов от "неживых"...
Я ему прямо указал, что такое в научном журнале публиковать нельзя, по крайне мере, без пометки крупными буквами - это только мнение автора, а мы просто очень любим деньги и поэтому печатаем... Но он что-то мычал по поводу того, что этот автор писал много хороших научных статей и вот тут мы не могли отказать... Короче, разговор не сложился...
"Почему клетка так эффективна в роли молекулярного автомата? Как так получается, что нужная биомолекула оказывается в нужном месте и в нужное время? Сейчас мы думаем, что это связано с банальной диффузией, но возможно это представление пора менять. Физики обнаружили механизм, позволяющий отдельным белкам селективно притягиваться на расстояниях до 100 нанометров...
Французские физики сообщили о первом экспериментальном обнаружении дальнодействующих сил притяжения между биологическими молекулами в солевом растворе, которые могут управлять их поведением даже на расстоянии ста нанометров. В качестве объекта исследования они использовали белок R-фикоэритрин, а в качестве методов — флуоресцентную корреляционную спектроскопию и терагерцовую спектроскопию. Исследование опубликовано в Science Advances."
https://nplus1.ru/news/2022/02/18/long-distance-intermolecular-forces
👍1
Британский стартап Sonantic добился значительного прогресса в создании искусственных голосов, неотличимых от живых голосов людей. Компания разработала ИИ, который способен синтезировать голоса, выражающие такие сложные эмоции, как любовь, гнев, страх, кокетство, застенчивость, поддразнивание. Компания показала ролик с примером работы своих алгоритмов — женский голос говорит о любви, имитируя особенности речи обычного человека — запинаясь, посмеиваясь и меняя тембр во время разговора. Понять, что это говорит машина, а не живой человек, на слух невозможно.
https://hightech.plus/2022/02/20/algoritmi-sonantic-sinteziruyut-rech-neotlichimuyu-ot-biologicheskoi
🔥2
Шведским ученым удалось изготовить простую молекулу углеводорода с функцией логического вентиля, наподобие тех, которые обеспечивают работу транзисторов, пишет Science Daily. Это открытие позволяет приблизиться к созданию электрических компонентов размером в несколько нанометров.
https://hightech.plus/2022/02/20/uchenie-sozdali-pervuyu-molekulu-tranzistor
Еще одна картинка про нечеткую логику, найденная на просторах инета...
Как распределена вероятность события по мнению респондентов, когда она сформулирована английской фразой...
🔥2👍1
2
Я так понимаю, знаменитые законы Ланчестера имеют приблизительно такую же прогностическую силу при моделировании реальных боевых действий, как и SIR–модель для эпидемии...
Реальный процесс стохастический, имеет огромное число нелинейностей и точек бифуркации. По сути, жесточайшая турбулентность.
👍1
Demon2_copy.pdf
6.2 MB
Alex Gor загрузил файл.
14 мин. ·
Дорогие друзья. Строго по теме группы. 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.
Первый файл - моя любимая книга. А.Н.Горбань, Р.Г. Хлебопрос. Демон Дарвина. Идея оптимальности и естественный отбор. М.: Наука (ФизМатГиз), 1988.
Как медали я ношу отзывы разных замечательных исследователей.
Из старшего поколения -
Н.Н. Моисеев: "Это лучшая книга XX века по моделированию!
Из молодого (по отношению ко мне 🙂 ) поколения -
Е. Ижикевич (классик моделирования нейронов и сетей мозга) рассказал мне, что, уезжая из России взял с собой две русских книги - Мат методы классической механики Арнольда и нашего Демона.
Были и другие зам
👍7👏1
Alex Gor загрузил файл.
14 мин. (продолжение)

Были и другие замечательные отзывы - Миши Шубина, Саши Звонкина, лингвиста Ларисы Богораз (она была не только диссидентом) ... Спасибо им всем за поддержку.
Это pdf файл. Загружу в следующем посте djvu. А потом перейду к лекциям последнего времени.
"И пока еще жива
Роза красная в бутылке,
Дайте выкрикнуть слова,
Что давно лежат в копилке."
Б. Окуджава...
Всегда ваш,
АН Горбань
👍1
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