OpenWorm - первое виртуальное существо, которое скоро начнет жить в недрах вычислительных систем

Виртуальный червь OpenWorm


В последнее время мы достаточно часто слышим о различных проектах, в рамках которых ведутся работы по созданию сложнейших математических моделей различных органов, частей живых организмов и человека, ни одна из этих моделей не является моделью организма в целом, способного жить виртуальной "жизнью" внутри вычислительной системы. Но в скором будущем эта ситуация изменится благодаря тому, что проект с открытым кодом OpenWorm, начатый Стивеном Ларсоном (Stephen Larson) в 2011, приближается к своему завершающему пункту. А целью этого проекта является "создание первого в мире виртуального организма, способного жить в компьютере".

Ученые-биологи, работающие в рамках проекта OpenWorm, описали, отсортировали, определили функции и расположения каждой из 959 клеток, из которых состоит прозрачное тело круглого червя C. elegans, длиной всего в один миллиметр. Теперь группа биологов, нейробиологов и программистов, используя эти данные, пытаются вдохнуть виртуальную "жизнь" в математическую модель червя.

В настоящее время уже доступно специализированное приложение для iPhone, которое стоит около двух долларов, с помощью которого любой желающий сможет увидеть и изучить строение тела червя C. Elegans. "Используя наше приложение, вы можете снимать с тела червя слой за слоем, изучать его клетки и внутренне строение, вращая изображение в трехмерном пространстве" - рассказывает Стивен Ларсон.

Внутри тела червя можно увидеть 302 нейрона из которых состоит его нервная система, с помощью которой червь может двигаться в поисках пищи, питаться и совершать другие действия. Нервные клетки показаны точками, а волокнистые нервные связи между нейронами представлены линиями сетки нервной системы.

Сейчас группа делает заключительные штрихи математического описания пяти групп мышечных клеток, которые в ближайшее время заставят модель червя двигаться в виртуальном пространстве. И в конце концов будет создана полная математическая модель червя C. Elegans, которая будет являться почти точной биологической копией реального червя, копируя все процессы, начиная от химических взаимодействий между клетками нервной системы и заканчивая извивающимися движениями тела виртуального червя.

Для создания полной математической модели были приглашены ученые со всего мира, занимающиеся изучением червей. "Наша система является платформой, куда все исследователи могут загрузить все имеющиеся свои знания и опыт. А результатами этого в будущем смогут воспользоваться все желающие" - заявил Стивен Ларсон.





Ключевые слова:
Математическая, Модель, Организм, Виртуальный, Клетка, Тело, Нервная, Система, Движении, Компьютер, Жизнь

Первоисточник

Другие новости по теме:
  • CMMWorm - уникальный "мягкий" робот, конструкция которого скопирована со ...
  • Компьютерный искусственный интеллект решил загадку биологической природы, к ...
  • Первое проявление цифровой "жизни" - оцифрованный мозг примитивного сущес ...
  • Виртуальное существо OpenWorm, совершает свои первые движения
  • Ученые работают над созданием "человека-на-чипе".




  • 10 мая 2013 12:55
    #1 Написал: volod

    Публикаций: 0
    Комментариев: 1489
    Не заинтересовало как думаю и большинство неспециалистов. А что специалисты по червям с ним делать будут? Потолкают его, покормят, он поползает как тамагочи и все?
        
    10 мая 2013 20:43
    #2 Написал: gendalf

    Публикаций: 0
    Комментариев: 620
    volod, проверят работоспособность общего колличества знаний и, если что не так, найдут пробелы как минимум.
    А в будущем по идее можно будет, например, создав генетически модифицированные теоретические модели червей, на их основе создать уже "реальные" в openworm (без необходимости создания реальных), поместить их в виртуальную реальность - допустим поле где что то посажено и получить очень высокую точность симуляции и работоспособности генной модификации (при этом ничто не мешает ускорить время в симуляции и получить данные на 20+ лет).. и это только черви..
        
    11 мая 2013 04:40
    #3 Написал: Demnus

    Публикаций: 0
    Комментариев: 270
    Цитата: gendalf
    ...поместить их в виртуальную реальность - допустим поле где что то посажено...
    ...ничто не мешает ускорить время в симуляции и получить данные на 20+ лет...

    Вы через чур оптимистичны. Во первых не "Их", а его, и не поле, где что-то посажено, а пустое гипотетическое пространство, в лучшем случае заполненное какими-то простыми хим. соединениями, и то не факт.
    А во вторых очень даже мешает.
    Вы думаете это все очень быстро работает? Эта модель червячка поставит на колени большинство суперкомпьютеров в мире. Даже без поля на котором что-то растет, а уж про поле я даже говорить не буду. ^^
    Однако не смотря на это, данный проект все равно крайне интересен и перспективен.
        
    11 мая 2013 10:54
    #4 Написал: NikSrat

    Публикаций: 0
    Комментариев: 210
    Цитата: Demnus
    Эта модель червячка поставит на колени большинство суперкомпьютеров в мире

    Не знаю насколько вы компетентны в вопросах матана и программирования, но фраза:
    "В настоящее время уже доступно специализированное приложение для iPhone, которое стоит около двух долларов, с помощью которого любой желающий сможет увидеть и изучить строение тела червя", должна вам о чем то сказать, а именно о том, что эта супер-пупер сложная модель может пойти даже на смартфоне.
        
    11 мая 2013 13:33
    #5 Написал: Demnus

    Публикаций: 0
    Комментариев: 270
    NikSrat,
    Лично я понял эту фразу как визуализацию потоковых данных с сервера, а не исполнение модели на смартфоне. Хотя на счет супер компьютеров я наверно загнул конечно...
    С другой стороны, что бы описать человеческое тело нужно в среднем 5000 иоттабайт... Это если на каждый атом придется по одному байту. С таким потоком пока никакой даже суперкомпьютер не справится, даже в сколько-нибудь ближайшем будущем.
    Червяк длинной в 1мм, конечно далеко не человек, по объемам, поэтому можно предположить, что как раз с таким объемом сейчас и может справится приличный сервер, но скорее всего не смартфон.
        
    11 мая 2013 14:29
    #6 Написал: CoJIb

    Публикаций: 0
    Комментариев: 1155
    Оглянитесь вокруг, уже давно все создано и мы только повторяемс. am
    И если повторяемость достигнет критических значений, то случится потоп am
        
    11 мая 2013 23:20
    #7 Написал: NikSrat

    Публикаций: 0
    Комментариев: 210
    Цитата: Demnus
    Это если на каждый атом придется по одному байту

    А вам не кажется, что моделировать поведение организма на атомном уровне пока рановато? Скорее всего все ограничивается клетками, ну может условными "белок"/"жир"/"углевод", но уж точно не настолько детально, как атомы.
    P.S: да вы посмотрите на видео и скриншоте - его каркас примитивен, там даже точной имитацией эпителия не пахнет, о другом и говорить не стоит.
        
    12 мая 2013 00:42
    #8 Написал: CoJIb

    Публикаций: 0
    Комментариев: 1155
    Фу, а как же нейтрино и влияние темной материи, черными и белыми дырами, не говоря уже про галактикии и планеты, как же может быть иммитация части без влияния на нее целого am
        
    13 мая 2013 01:53
    #9 Написал: Rsa

    Публикаций: 0
    Комментариев: 506
    Цитата: NikSrat
    Цитата: Demnus
    Это если на каждый атом придется по одному байту

    А вам не кажется, что моделировать поведение организма на атомном уровне пока рановато?


    По одному байту на атом, это нереально для моделирования на атомарном уровне. Одни только координаты этого атома займут байт 6. Не говоря уже об описании его состояний и связей в молекуле. Но где-то при уровне детализации до крупных молекул - один байт на атом - примерно подходящее количество.
    Но для динамической модели это не главное препятствие. Рано или поздно будут компьютеры, куда такое количество инфы можно будет запихать и обработать, пусть даже и не в реальном времени. Главная проблема в том, что во многих случаях нет точных данных о том как всё это друг другом взаимодействует на микроскопическом уровне, что является толчком к началу тех или иных процессов.. А без этого не создать адекватный алгоритм, модель будет статической. Сперва придется разобраться с реальным живым червем, чтобы что-то понять. А инструментов, чтобы заглянуть в него на таком уровне, пока что нет.
        
    13 мая 2013 11:55
    #10 Написал: radix

    Публикаций: 0
    Комментариев: 116
    Зачем он это сделал? Природа цифрового "пространства" настолько отличается, что непригодна для столь натуралистического моделирования. Для таких целей, судя по всему, нужна спецтехника.
        
    16 мая 2013 18:11
    #11 Написал: dimas

    Публикаций: 0
    Комментариев: 61
    Адекватность модели можно будет проверить путём однозначности соответствия предсказания и реального объекта. Если модель сможет абсолютно точно предсказать поведение (хотя бы перемещение) живого объекта при определённом внешнем воздействии или тем более без такового... с точностью до микрометра и микросекунды перемещения, то модель может считаться адекватной. Если же нет, то это просто очередное развлечение за деньги налогоплательщиков.
        

    Информация

    Посетители, находящиеся в группе Гости, не могут оставлять комментарии к данной публикации.