17:11
Comentarii Adauga Comentariu

_ Descoperirea sticloasă oferă o excepție computațională cercetătorilor din diverse discipline

_ Descoperirea sticloasa ofera un avantaj computational pentru cercetătorii din diverse discipline

John Crocker se așteptase să vadă o linie plată – o pistă orizontală familiară, cu câteva vârfuri și văi ușoare –, dar diagrama de energie din fața lui sa coborât brusc în jos.

"Este o descoperire o dată în viață", spune Crocker.

"A fost ca și cum simularea ar fi căzut în mod neașteptat într-un canion adânc pe o suprafață de energie. Acest lucru a fost norocos din două motive. În primul rând, s-a dovedit a fi un schimbător de joc pentru studiul nostru asupra materialelor sticloase și, în al doilea rând, canioane similare au potențialul de a-i ajuta pe alții să se confrunte cu aceleași obstacole de calcul cu care ne confruntăm în domeniul nostru, de la informaticieni care lucrează la algoritmi de învățare automată până la bioingineri. studiind plierea proteinelor. Am ajuns să obținem rezultate semnificative pentru că am fost suficient de curioși să încercăm o metodă care nu ar fi trebuit să funcționeze. Dar a făcut-o."

The metoda este metadinamica, o abordare computațională pentru explorarea peisajelor energetice. Aplicația sa contraintuitivă este subiectul unei publicații recente în PNAS a unui grup de ingineri Penn de la Universitatea din Pennsylvania condus de Crocker, profesor și președinte al grupului de absolvenți în cadrul Departamentului de Inginerie Chimică și Biologică (CBE), împreună cu Robert Riggleman, asociat Profesor în CBE și Amruthesh Thirumalaiswamy, Ph.D. student la CBE.

Majoritatea solidelor sunt pahare (sau sticloase). Restul le categorizăm drept cristale. Aceste clasificări nu se limitează la sticlă sau cristal, așa cum le-am putea imagina, ci indică în schimb modul în care sunt aranjați atomii din orice solid. Cristalele au structuri atomice îngrijite, repetitive. Ochelarii sunt însă amorfi. Atomii și moleculele lor capătă un număr mare de configurații dezordonate.

Configurațiile sticloase se blochează în timp ce urmăresc – așa cum fac toate sistemele – stările lor cele mai stabile și cele mai scăzute de energie. Având suficient timp, ochelarii se vor relaxa încă foarte lent în energie, dar atomii lor dezordonați fac din acest proces un proces lent și dificil.

Ochelarii cu energie scăzută, stabili sau „ochelarii ideali” sunt cheia unei depozit de cunoștințe pe care cercetătorii sunt dornici să îl deblocheze.

Căutând să înțeleagă și, în cele din urmă, să reproducă condițiile materialelor sticloase care depășesc obstacolele propriilor ciudățeni atomice, oamenii de știință folosesc atât abordări experimentale, cât și teoretice.

Laboratoarele au, de exemplu, topit și răcit din nou chihlimbarul fosilizat pentru a dezvolta procese de recreare a efectelor încurajatoare pe care milioane de ani le-au avut asupra urmăririi sticloase a stărilor cu energie scăzută. Echipa lui Crocker, afiliată la Institutul interdisciplinar Penn pentru Științe Computaționale (PICS), explorează structurile fizice cu modele matematice.

„Folosim modele de calcul pentru a simula pozițiile și mișcările atomilor în diferite pahare”. spune Thirumalaiswamy. „Pentru a ține evidența particulelor unui material, care sunt atât de numeroase și dinamice încât sunt imposibil de vizualizat în trei dimensiuni, trebuie să le reprezentăm matematic în spații virtuale de dimensiuni mari. Dacă avem 300 de atomi, de exemplu, avem nevoie de pentru a le reprezenta în 900 de dimensiuni. Numim aceste peisaje energetice. Apoi investigăm peisajele, navigându-le aproape ca niște exploratori.”

În aceste modele de calcul, puncte de configurare unică, rezumate ale mișcării atomice, spun povestea. ale nivelurilor de energie ale unui pahar. Acestea arată unde s-a blocat un pahar și unde ar fi putut atinge o stare de energie scăzută.

Problema este că până acum, cercetătorii nu au reușit să navigheze pe peisaje suficient de eficient pentru a găsi aceste cazuri rare de stabilitate.

„Majoritatea studiilor fac plimbări aleatorii în jurul peisajelor cu dimensiuni mari la un cost de calcul enorm. Ar fi nevoie de o perioadă infinită de timp pentru a găsi ceva de interes. Peisajele sunt imense, iar aceste plimbări sunt repetitive, irosind multe cantități de timp fixate într-o singură stare înainte de a trece la următoarea", spune Riggleman.

Și așa, au riscat să încerce metadinamica, o metodă care părea destinată să eșueze.

Metadinamica este o strategie algoritmică dezvoltată pentru a explora întregul peisaj și pentru a evita repetarea. Se atribuie o penalizare pentru întoarcerea de două ori în același loc. Metadinamica nu funcționează niciodată în spații dimensionale înalte, deoarece durează prea mult timp pentru a construi penalizările, anulând potențialul de eficiență al strategiei.

Cu toate acestea, în timp ce cercetătorii au urmărit tendința lor în scădere a energiei de configurare, și-au dat seama că reușise.

„Nu am fi putut ghici, dar peisajele s-au dovedit a avea aceste canioane cu podele care sunt doar bidimensionale sau tridimensionale”, spune Crocker. „Algoritmul nostru a căzut la propriu. Am găsit configurații cu energie scăzută care apar în mod regulat în mai multe pahare diferite, cu o metodă despre care credem că ar putea fi revoluționară și pentru alte discipline.”

Potențialele aplicații ale canioanelor Crocker Lab. sunt foarte variate.

În cele două decenii de când Proiectul Genomului Uman și-a terminat cartografierea, oamenii de știință au folosit modele de calcul pentru a plia secvențele de peptide în proteine. Proteinele care se pliază bine în natură au găsit, prin evoluție, modalități de a explora stările cu energie scăzută, analoge cu cele ale ochelarilor ideali.

Studiile teoretice ale proteinelor folosesc peisaje energetice pentru a afla despre procesele de pliere care creează funcționalitatea. (sau disfuncționale) fundații pentru sănătatea biologică. Cu toate acestea, măsurarea acestor structuri necesită timp, bani și energie pe care oamenii de știință și populațiile pe care doresc să le deservească nu trebuie să le pregătească. Blocați de aceleași ineficiențe computaționale cu care se confruntă cercetătorii materialelor sticloase, oamenii de știință în genomi pot găsi succese similare cu abordările bazate pe metadinamică, accelerând ritmul cercetării medicale.

Procesele de învățare automată au multe în comun cu plimbările aleatorii. în spațiu dimensional înalt. Antrenarea inteligenței artificiale necesită o cantitate enormă de timp și putere de calcul și are un drum lung de parcurs în ceea ce privește precizia predictivă.

O rețea neuronală trebuie să „vadă”, de exemplu, mii până la milioane de fețe în pentru a dobândi suficientă abilitate pentru recunoașterea facială. Cu un proces de calcul mai strategic, învățarea automată ar putea deveni mai rapidă, mai ieftină și mai accesibilă. Algoritmul metadinamic poate avea potențialul de a depăși nevoia de seturi de date uriașe și costisitoare tipice procesului.

Acest lucru nu numai că ar oferi soluții pentru eficiența industriei, dar ar putea, de asemenea, să democratizeze AI, permițând oamenilor cu modeste resurse pentru a-și face propria pregătire și dezvoltare.

„Presumăm că peisajele din aceste domenii diferite au structuri geometrice similare cu ale noastre”, spune Crocker. „Bănuim că ar putea exista un motiv matematic profund pentru care există aceste canioane și ele pot fi prezente în aceste alte sisteme înrudite. Aceasta este invitația noastră; așteptăm cu nerăbdare dialogul pe care îl începe.”


(Fluierul)


Linkul direct catre Petitie

CEREM NATIONALIZAREA TUTUROR RESURSELOR NATURALE ALE ROMANIEI ! - Initiativa Legislativa care are nevoie de 500.000 de semnaturi - Semneaza si tu !

Comentarii:


Adauga Comentariu



Citiți și cele mai căutate articole de pe Fluierul:

_ În timp ce Lisa Loring moare la 64 de ani, FEMAIL se întoarce la ceea ce sa întâmplat cu distribuția originală a familiei Addams

_ Am comandat haina perfectă Zara - apoi am descoperit un defect uriaș de design, oamenii spun că este vina MEA

_ Insula Iubirii 2023: Tot ce trebuie să știi despre episodul 15

_Gold FM Romania - 30 Jan 2023 19:08:31

_ Whoopi Goldberg După ce 5 polițiști negri l-au bătut pe om negru: �Trebuie să vedem și oamenii albi bătuți �nainte ca cineva să facă ceva?� (VIDEO)

_ Mama lui Tire Nichols: „Urăsc că au fost cinci bărbați de culoare care au făcut asta”

_ Actrița de la Hollywood Annie Wersching, cea mai cunoscută pentru rolurile din „24” și „Star Trek”, a murit la 45 de ani

_Gold FM Romania - 30 Jan 2023 17:27:48

_Gold FM Romania - 30 Jan 2023 16:30:11

_ Victor Davis Hanson: Stânga radicală este instituția

_ URMĂȚI: Karyn Turk și Ed Henry AU UMINI cu cele mai recente rapoarte ale lui Joe Hoft și TGP despre MAI MULTE documente clasificate pe laptopul lui Hunter Biden (VIDEO)

_Cristian Terheș - 30 Jan 2023 20:13:12

_Marius Tucă Show - 30 Jan 2023 21:00:04

_ CHIAR IN: Al șaselea ofițer de poliție din Memphis, implicat în lovirea fatală a lui Tire Nichols, eliberat de serviciu

_ Departamentul de pompieri din Memphis concediază trei persoane de intervenție pentru că nu au oferit îngrijiri medicale adecvate lui Nichols.

_ INTERVIU EXCLUSIV: �Joci un meci de fotbal pe un teren trucat� � Mike Lindell discută despre integritatea alegerilor după alegerea președintelui RNC �n Dana Point, CA � spune că va fi pe Jimmy Kimmel live marți

_ Trump îl dă în judecată pe autorul de extremă stângă Bob Woodward pentru 49 de milioane de dolari pentru că a lansat înregistrări de interviuri

_ EDEN CONFIDENTIAL: Profiturile lui Elton John se ridica dupa ce turneul de adio i-a sporit cuferele cu 6 milioane de lire sterline

Protestul francez pentru creșterea vârstei de pensie de stat la 64 de ani... în timp ce britanicii așteaptă până la 68 de ani...iar pe romani care traiesc cu 10 ani mai putin ii chinuie Iohannis si Ciulacu pana la 65

_ Milionarul Bernie Sanders percepe 95 de dolari un bilet pentru un eveniment unde �ți spune de ce capitalismul este rău

_ RIP � Actrița Cindy Williams din emblematica emisiune TV �Laverne & Shirley� a murit la v�rsta de 75 de ani

_ Oamenii de știință găsesc noi indicatori ai dezghețului permafrostului din Alaska

Cum se facturează consumul de energie începând cu 1 ianuarie 2023

Vicarul Bisericii Angliei găsit vinovat de „activitate antisemită” după ce a împărtășit un articol despre Israel din 11 septembrie

_ Leeds CONFIRMĂ semnarea internaționalului american Weston McKennie

_ RUPTĂ: ORIBIL � Regimul din Arizona o investighează pe Kari Lake și �ncearcă să o condamne la �nchisoare pentru acuzații de infracțiune pentru exercitarea primului amendament și dezvăluirea fraudei electorale

_ Gordon Ramsay nu se acordă niciodată de Insula Iubirii în cazul în care una dintre fiicele lui s-a înscris în secret

_Călin Georgescu - 31 Jan 2023 03:11:09

_Stiri Negre - 30 Jan 2023 08:50:07

_ DEAD LAST: „Ridin with Biden” apare ultimul la Cupa Mondială Pegasus 2023 de la Gulfstream Park – VIDEO

_ Raportul TGP din octombrie 2020 despre apelul de conferință lui Obama care este scurs către Burisma susține raportul anterior al TGP de astăzi

_Gold FM Romania - 30 Jan 2023 11:54:30

_ Președintele Trump strigă „The Club for No Growth” și Karl Rove

_ `Opriți lupta internă din partid`. Marile probleme ale PNL înaintea rocadei premierilor

Ion Cristoiu: Cînd Guvernul sacrifică Partidul

_ AFL: Carlton ar putea avea mai multe funcții de premier decât Essendon cu o schimbare radicală

_ Expertul le spune spectatorilor cum să identifice înșelătoriile legate de costul vieții

_ Felicity Huffman filmează The Good Lawyer în Vancouver... în timp ce noua serie marchează primul rol de la închisoare

_ South Africa electricity crisis: govt considers national state of disaster

_ Lionel Messi spune că contul său de Instagram a fost BLOCAT după victoria Argentinei la Cupa Mondială

_ Michael Jackson va fi interpretat de nepotul său Jaafar Jackson în viitorul film biografic despre Regele pop

_ Lautaro Martinez, Ademola Lookman, Victor Osimhen: 10 LUCRURI PE CARE LE-AM ÎNVĂȚAT din Serie A

_Marius Tucă Show - 30 Jan 2023 21:03:49

_ „Nici măcar nu știu despre consilierul special” – Biden când reporterul întreabă dacă va depune mărturie consilierului special Robert Hur (VIDEO)

_ Renumitul profesor MIT și specialist în analiza siguranței medicamentelor solicită suspendarea imediată a tuturor vaccinurilor cu ARNm COVID

_Marius Tucă Show - 30 Jan 2023 20:48:53

_ Activist trans acuzat de viol după ce a fost mutată la închisoarea pentru femei

_ Noi sondaje primare arată că Trump conduce DeSantis cu două cifre în New Hampshire și Carolina de Sud

_ Ilegalii găzduiți pe cheltuiala contribuabililor refuză să părăsească hotelul Hell’s Kitchen din NYC pentru un nou adăpost

_ Te-ai gândit să renunți la lupta pentru salvarea Americii după rezultatele dezamăgitoare ale alegerilor din 2022? Aproape am făcut-o, la fel și mulți alții... Iată de ce am decis să rămânem și să luptăm

_ Clima mai caldă poate face ca ciupercile să fie mai periculoase pentru sănătatea noastră

_Marius Tucă Show - 30 Jan 2023 20:54:56

_ Mai multe minciuni: Joe Biden repetă povestea dezmințită despre dirijorul Amtrak care i-a luat obrazul (VIDEO)

_ EXCLUSIV: AL DOILEA E-mail Hunter Biden de la laptop CU INFORMAȚII CLASIFICATE Descoperit – Hunter a fost distribuit cu colegii de afaceri din Ucraina – Mai multe vor veni

_ RUPTĂ: Activistul catolic pro-life Mark Houck a fost găsit NEVINAT de acuzațiile federale

_Marius Tucă Show - 30 Jan 2023 20:52:42

_Stiri Negre - 30 Jan 2023 21:58:22

_ URMĂȚI ÎN DIRECT: 14:00 MST/15:00 Central: Senatul Arizona va asculta prezentarea despre mecanica electorală PARTEA 2 de către Shelby Busch – NOI constatări privind lanțul de custodie și adjudecarea buletinului de vot care urmează să fie prezentate

_ Actrița Lisa Loring – cea mai cunoscută pentru rolul lui Wednesday Addams din emblematica emisiune TV „The Addams Family” a murit la 64 de ani

_ NAACP ia în considerare un proces pentru interzicerea cursului de studii afro-americane din Florida care conținea CRT și secțiunea despre „Teoria queer”


Pag.1 Pag.2 Pag.3 Pag.4 Pag.5 Pag.6 Pag.7
Pag.8 Pag.9 Pag.10 Pag.11 Pag.12 Pag.13 Pag.14 Pag.15
Pag.16 Pag.17 Pag.18 Pag.19 Pag.20 Pag.21 Pag.22 Pag.23
Pag.24 Pag.25 Pag.26 Pag.27 Pag.28

Nr. de articole la aceasta sectiune: 1649, afisate in 28 pagini.



01:51