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:

Noua Revoluție Marxist-Leninistă face ravagii în Canada. Un adolescent este ARESTAT pentru că a participat la cursuri după ce a fost suspendat pentru contestarea ideilor transgender

SUA. Trump îndeamnă pentru „Sfârșitul distrugerii țării noastre” după ce Biden s-a chinuit, huiduit de republicani în timpul SOTU

_ Adevărul despre tancuri: cum a mințit NATO spre dezastru în Ucraina

Ce înseamnă să nu remunți la Rezervare Cuplul care s-a despărțit în urmă cu șapte luni încă pleacă în călătoria lor nerambursabilă în Bali

Blasfemie. Dumnezeu ar putea fi „fără gen” în slujbele Bisericii Angliei

_ Jill Biden arată ca un balon de Mylar �n o rochie mov strălucitoare, �i oferă soțului Kamala un sărut incomodă... pe buze? (VIDEO)

_ WOW! O NOUĂ MINCIUNĂ! Oficialii Biden spun că „Eforturile ordonate de Joe Biden – au ajutat la identificarea balonului spion de săptămâna trecută” – când fotograful de ziar a fost primul care l-a văzut!

Revoluția leninistă din Marea Britanie îți dă fiori reci. Mama creștină a fost interzisă de la școala fiului ei de patru ani

_ Oaspeții lui Jill Biden la discursul despre starea Uniunii includ Paul Pelosi, Bono, ambasadorul Ucrainei

_ TRIGGERED: Leftist pune recompensă balonului alb SOTU Troll al lui Marjorie Taylor Greene

_Gold FM Romania - 08 Feb 2023 12:43:58

_ SUA are cea mai scumpă asistență medicală din lume

SUA. Are FBI-ul spioni în Congres?

”Întinerirea corpului ar putea deveni ceva obişnuit”. Cercetătorii au prelungit durata de viaţă a celui mai bătrân şobolan de laborator

_ Bulgarii nu își întorc țara cu dosul în sus pentru Schengen: Prioritatea noastră e interesul național

_ Iranul amenință să transforme�New York-ul �n �Ruine infernale� � Au văzut NY �n ultima vreme?

_ Transurrecție? Protestatarii ascultă legislatorii statului în legătură cu interzicerea operației de „tranziție de gen” a copiilor

_ Balon cu 3 rachete hipersonice testat de China în 2018

_ Biden �l onorează pe Paul Pelosi �n timpul SOTU, acuză 6 ianuarie și Trump pentru atacul la casa lui (VIDEO)

_ VEZI: Președintele McCarthy și republicanii r�d �n hohote la minciunile lui Biden despre casierii de fast-food care semnează contracte de non-concurență

_ Unchiul Joe nebun începe să țipe din nou în timpul adresei sale SOTU – Spectacol de clovni (VIDEO)

_ Here We Go: IRS propune un nou program pentru a restr�nge sfaturile ospătarilor și alte industrii de servicii

_ Momentul lui Biden se �ntoarce �n viitor, �n timp ce mass-media �și revizuiește narațiunea privind Ucraina

_ Dezvăluirea îngrozitoare a lui Machine Gun Kelly și mai multe bârfe la petrecerea Grammy

_ Scriitor de la Washington Post, criticat pentru o coloană care susține că ouăle nu sunt atât de scumpe pe cât credeți

_ Powell Post-Mortem: „Volcker a părăsit clădirea” și „Nu mai suntem în Wyoming”

Nu doar cereale din Ucraina au 'invadat' piața românească. Aproape jumătate din producția Republicii Moldova a fost exportată în România

_Stiri Negre - 08 Feb 2023 06:34:33

_ Suburbiile din NYC Buck Trend Ca case deschise pline și oferte peste cerere

_ Unchiul nebun Joe țipă despre Xi Jinping și liderii mondiali dintr-un anumit motiv (VIDEO)

_ NBA aprobă vânzarea record de 4 MILIARDE de dolari a Phoenix Suns și Mercury către creditor ipotecar Mat Ishbia

_ Ghidurile de cadouri ale Monicăi Vinader vă pot inspira pentru Ziua Îndrăgostiților și prețurile încep de la 50 GBP

_ Joe Hoft de la TGP se alătură rețelei de știri One America pentru a discuta despre coșmarul baloanelor Biden de marți seară, �nainte de SOTU

_ Băiatul catolic care a fost dat afară din școală pentru că a spus că există doar două sexe este arestat

_ Şofer turc de automarfar, depistat la frontieră cu o alcoolemie de 0,96 mg/l alcool pur în aerul expirat

_ PIC EXC: Paul Mescal împărtășește o îmbrățișare duioasă cu co-starul din Normal People India Mullen la o ieșire de noapte

_ ForMin Aurescu, North Macedonia counterpart Osmani speak about regional security situation

_ Legenda fotbalistului Gorden Tellis BLASTS vedete „pretențioase” NRL din cauza sagai salariale

_ TM2023: One weekend for a year, in official opening of 'Timisoara European Capital of Culture 2023' Programme

_ Un tricou al Argentinei, semnat de Maradona, nu a stârnit niciun interes la o licitaţie

_ Bilanţul victimelor cutremurelor care au lovit Turcia şi Siria a depăşit 11.200 de morţi

_ Maduro își extrage Lira de grăsime Leonard Flesh

_ Spionul Dailymail.com dezvăluie TOATE din cele mai exclusiviste petreceri ale premiilor Grammy

_ �You don�t belong here!�: Mitt Romney �l reproșează pe George Santos la etajul casei �naintea statului Uniunii; �l aruncă pe Santos pe gunoi reporterilor după: �Este un cățeluș bolnav!�

_ Simona Halep nu se aştepta la aşa ceva! Anunţul făcut în plin scandal de dopaj. Sportiva noastră, direct vizată

_ Disney se înclină în fața Beijingului și elimină episodul „Lagărele de muncă forțată” din Hong Kong

_ WTI extinde câștigurile după extragerea surpriză a țițeiului, în ciuda creșterii uriașe de benzină

_ Guvernatorul Californiei îndeamnă o anchetă federală cu privire la creșterea prețurilor gazelor naturale

_ Calitatea de membru al sindicatului ajunge la un nivel scăzut, mare de vină

_ State of the Union LIVE: Urmărește acoperirea DailyMail.com a discursului lui Biden la un Congres divizat

_ Fiul lui Shane Warne, Jackson, în vârstă de 23 de ani, își etalează bicepșii uriași într-un selfie la sală

_ Gus Kenworthy susține că sărutul său gay a fost CURT din 80 pentru Brady din cauza Americii de Mijloc

_ MAFS 2023: Layton Mills se îmbracă în Superman pentru organizații de caritate pentru copii

_ Starea Uniunii: discursul lui Joe Biden, asteptat de o întreagă Americă. Îşi propune să impună noi taxe şi să unifice naţiunea

_ Camera Camerei izbucnește în râs după ce Biden a spus: „Vom avea nevoie de petrol cel puțin încă un deceniu” (VIDEO)

_ Kyrie Irving spune că „șterge multe lucruri de pe Instagram” după ce scuzele pentru linkul filmului au fost eliminate

_ MLS „deschisă ideii de a folosi un format de playoff cu 18 echipe”

_ LIVE: Urmărește adresa lui Joe Biden privind starea Uniunii

_ Kaley Cuoco apare în campania publicitară Priceline pentru Super Bowl

_ Zelenski a semnat decretele de numire a trei noi guvernatori de regiuni


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 Pag.29 Pag.30 Pag.31
Pag.32 Pag.33 Pag.34 Pag.35 Pag.36 Pag.37 Pag.38 Pag.39
Pag.40 Pag.41

Nr. de articole la aceasta sectiune: 2459, afisate in 41 pagini.