Control Systems and Computers, N4, 2024, Стаття 8
Tarasich Yu.H. Algebraic Modelling of Experiments on the Example of Proton Therapy. Control Systems and Computers. 2024. 4. С.
УДК 519.85
Ю.Г. Тарасіч, доктор філософії (інф. техн.), молодший науковий співробітник, Інститут кібернетики імені В. М. Глушкова НАН України, просп. Академіка Глушкова, 40, Київ, 03187, Україна, yutarasich@gmail.com.
АЛГЕБРАЇЧНЕ МОДЕЛЮВАННЯ ЕКСПЕРИМЕНТІВ НА ПРИКЛАДІ ПРОТОННОЇ ТЕРАПІЇ
Незважаючи на стрімкий розвиток хімічної промисловості та науки, відкриття у галузі охорони здоров’я, появу ліків і терапевтичних засобів на основі нанотехнологій та розвиток технологій променевої терапії, безпека біомедичних застосувань новітніх продуктів та пошук нових методів і підходів до діагностики та лікування раку є відкритим питанням. Одним із найбезпечніших і найшвидших методів дослідження поведінки нових матеріалів та інструментів є моделювання відповідних процесів, зокрема комп’ютерне молекулярне моделювання на основі математичних моделей. Однак, незважаючи на велику кількість доступних методів і засобів моделювання, для більшості з них успішне застосування можливе лише для вузького кола завдань і експериментів.
Як один із можливих шляхів розв’язання цієї проблеми ми пропонуємо новий підхід до комп’ютерного молекулярного моделювання, заснований на синергії алгебраїчного підходу та біологічних знань на різних рівнях абстракції, починаючи від квантових взаємодій до взаємодій біологічних систем.
Один із напрямків застосування запропонованого підходу ми бачимо в можливості моделювання процесу променевої терапії – починаючи від моделювання роботи прискорювачів і закінчуючи моделюванням взаємодії пучка частинок з речовиною на рівні квантових взаємодій. Зокрема, у статті розглядаються можливості прямого (конкретного та символьного) та оберненого (символьного) алгебраїчного моделювання на прикладі моделей вищого рівня абстракції, що дозволяє візуалізувати певні взаємодії та будувати діаграми залежностей для конкретних моделей, а також визначати наявність бажаних сценаріїв (пряме моделювання) або набору початкових параметрів середовища (обернене моделювання) у символьній формі.
Ключові слова: Молекулярне моделювання, алгебраїчне моделювання, моделювання біологічних експериментів, моделювання протонної терапії, теорія взаємодії агентів і середовищ, символьне моделювання.
