مدل‌سازی سیستم‌های اسکلتی عضلانی
حسین رستمی باروجی؛ عبدالرضا اوحدی همدانی؛ فرزاد توحیدخواه
دوره 17، شماره 2 ، شهریور 1402، ، صفحه 120-130
چکیده
با وجود پیشرفت‌های گسترده در زمینه مطالعه بیومکانیک راه رفتن انسان، هنوز مدل راه رفتن مناسب با قابلیت شبیه‌سازی سیستم کنترل مغز انسان خصوصاً در حالت سه‌بعدی ارائه نشده است. اهمیت موضوع زمانی بیشتر میشود که شبیه‌سازی راه رفتن انسان یکی از نیازمندی‌های اصلی طراحان تجهیزات بیومکانیکی نظیر اندام‌های مصنوعی، ربات‌های پوشیدنی ...
بیشتر
با وجود پیشرفت‌های گسترده در زمینه مطالعه بیومکانیک راه رفتن انسان، هنوز مدل راه رفتن مناسب با قابلیت شبیه‌سازی سیستم کنترل مغز انسان خصوصاً در حالت سه‌بعدی ارائه نشده است. اهمیت موضوع زمانی بیشتر میشود که شبیه‌سازی راه رفتن انسان یکی از نیازمندی‌های اصلی طراحان تجهیزات بیومکانیکی نظیر اندام‌های مصنوعی، ربات‌های پوشیدنی و ربات‌های انسان‌نما است. با توجه به محدودیت‌ها و پیچیدگی مطالعات قبلی، در این تحقیق، یک مدل دینامیکی سه‌بعدی بر اساس کنترل‌کننده مد لغزشی (SMC) ارائه شده است که رفتار راه رفتن فرد سالم روی زمین را در مراحل مختلف حرکتی شبیه‌سازی میکند. در این تحقیق، بررسی جامع و تحلیلی از پیامدهای انتخاب ترتیب دوران سه‌بعدی سیستم مختصات مفاصل صورت گرفته است که با مدل دینامیک معکوس 11 درجه آزادی انجام شده است. بر اساس نتایج به دست آمده، کنترل کننده SMC با خطای حداقلی قادر به تولید راه رفتن سه‌بعدی انسان است. همچنین در تحلیل راه رفتن سه‌بعدی (آنالیز گیت)، این نتیجه حاصل شد که توالی چرخش کاردان مناسب دینامیک پیچیده راه رفتن سه‌بعدی نیست و باید از ترتیب YXZ استفاده کرد؛ چراکه بدون این تغییر، سینماتیک مفاصل متحمل پرش های غیرفیزیکی و خطای محاسبات خواهد شد. از نتایج این تحقیق میتوان در طراحی و شبیه سازی سیستم کنترلی ربات‌های انسان‌نما، ربات های پوشیدنی، پروتزهای فعال و غیرفعال استفاده کرد.
مدل‌سازی رایانه‌ای زیستی / شبیه‌سازی رایانه‌ای زیستی
سجاد شفیع‌خانی؛ امین مشایخی شمس؛ سید یاشار بنی‌هاشم؛ نعمت‌الله غیبی؛ امیرهمایون جعفری
دوره 14، شماره 1 ، اردیبهشت 1399، ، صفحه 55-67
چکیده
طبق آمارهای جهانی، تا سال 2040 میلادی هر ساله 5/27 میلیون نفر به بیماری سرطان مبتلا خواهند شد، از این رو شناخت و درک عمیق‌تر مکانیسم عمل‌کرد سرطان و پاسخ سیستم ایمنی به آن بسیار ضروری می‌باشد. امروزه از مدلهای محاسباتی به طور گسترده برای دست‌یابی به دینامیک‌های سیستم ایمنی-سرطان استفاده میشود. مدل مورد استفاده در این مطالعه ...
بیشتر
طبق آمارهای جهانی، تا سال 2040 میلادی هر ساله 5/27 میلیون نفر به بیماری سرطان مبتلا خواهند شد، از این رو شناخت و درک عمیق‌تر مکانیسم عمل‌کرد سرطان و پاسخ سیستم ایمنی به آن بسیار ضروری می‌باشد. امروزه از مدلهای محاسباتی به طور گسترده برای دست‌یابی به دینامیک‌های سیستم ایمنی-سرطان استفاده میشود. مدل مورد استفاده در این مطالعه بر مبنای معادلات دیفرانسیل معمولی بوده و به طور مکانیکی تعاملات بین سلول‌های تومور، CTL، NK و MDSC را مدل میکند. سلول‌های CTL و NK مهم‌ترین سلول‌های سیستم ایمنی تطبیقی و ذاتی در تقابل با سلول‌های تومور هستند در حالی که سلول‌های MDSC به عنوان سلول‌های نابالغ سیستم ایمنی در محیط التهابی به سرکوب پاسخ ایمنی میپردازند. در پارامترهای کینتیک مدلهای محاسباتی، به دلیل خطا در اندازه‌گیری داده‌های آزمایشگاهی in vivo و in vitro، ابهام، اطلاعات غیردقیق، داده‌های ناکامل و تغییرات سیستم ایمنی-سرطان افراد و ویژگی‌های دینامیک سیستم ایمنی-سرطان، عدم قطعیت وجود دارد که با استفاده از تئوری فازی میتوان آن را مدل‌سازی کرد. از این رو در مدل سیستم ایمنی-سرطان مورد استفاده در این مطالعه، به برخی از پارامترهای کینتیک مدل، به جای اختصاص یک عدد قطعی، یک عدد فازی با تابع تعلق مثلثی اختصاص داده شده و اثر عدم قطعیت موجود در پارامترهای کینتیک مدل معادلات دیفرانسیل معمولی بر عدم قطعیت دینامیک اجزای سیستم مورد بررسی قرار گرفته است. در این مطالعه برای اولین بار از عدد فازی برای مدل‌سازی عدم قطعیت موجود در پارامترهای مدل ODE استفاده شده است. نتایج شبیه‌سازی نشان میدهد که افزایش/کاهش باند عدم قطعیت پارامترهای کینتیک مدل سبب افزایش/کاهش در باند عدم قطعیت دینامیک سلول‌ها میشود. همچنین نتایج شبیه‌سازی با فرض پارامترهای قطعی و فازی برای مدل نشان میدهد که تکرار درمان 5-FU باعث میشود تا تومور به طور چشم‌گیری سرکوب و نابود شود.
