Навігація
Головна
 
Головна arrow Техніка arrow БІОТЕХНІЧНІ СИСТЕМИ МЕДИЧНОГО ПРИЗНАЧЕННЯ
Переглянути оригінал

МОДЕЛЮВАННЯ БІООБ'ЄКТІВ

Моделювання - незамінний метод вирішення ряду завдань аналізу і синтезу БТС. Не слід забувати, що експерименти (в звичайному природно-науковому сенсі цього слова) над живими системами вельми обмежені, а часом і просто неможливі. Моделювання надає унікальну можливість досліджувати біооб'єкт, не надаючи на нього сильних (а тим більше руйнують) енергетичних впливів.

Предмет, завдання і методи моделювання

Модель - це об'єкт, що відображає окремі, важливі для розв'язуваної задачі, властивості досліджуваного об'єкта. Моделюванням називається сукупність процедур побудови та дослідження моделі.

Біооб'єкт досліджують за його відображенню - моделі.

Відображення - операція, при якій кожному елементу деякого заданого безлічі X ставиться у відповідність один певний елемент безлічі У. Таке відповідність між елементами х безлічі X і елементами у безлічі У записують у вигляді /: X -> У.

Ізоморфні відображенням (ізомоморфізмом ) називається взаімооднозначном відображення кожного властивості одного об'єкта на властивості іншого об'єкта. Гомоморфізм - відображення окремих властивостей досліджуваного об'єкта на властивості іншого об'єкта.

При гомоморфності відображенні властивості вибирають, виходячи з конкретних цілей дослідження. Ці властивості є найбільш важливими і визначальними в поведінці біооб'єкту за даних умов. Моделі являють собою гомоморфні відображення реального об'єкта.

Роль моделювання в науці, безсумнівно, буде зростати в XXI ст. (Управління ризиками, наука про живе, історична механіка). Увага споживачів знань і споживачів наукомістких технологій перемикається на такі об'єкти і процеси, для освоєння яких проведення експериментів в традиційному сенсі вкрай важко, а в ряді випадків і просто неможливо.

При моделюванні з усієї інформації про об'єкт виділяється найбільш значуща структурна інформація. Структурна інформація визначається як відображення структури і властивостей досліджуваного об'єкта на структуру і властивості моделі.

Першим етапом моделювання охоплюється лише частина структури і функцій об'єкта. Після опису взаємозв'язку підсистем об'єкта реконструюються структура і функції об'єкта як цілого.

Основа здійснення процедур моделювання - інформаційні взаємодії з біооб'єктів, які проводяться на низьких енергетичних рівнях.

Перерахуємо різні види моделей.

1. Геометрична (морфологічна) модель відображає зовнішню сторону об'єкта, його геометричну форму. Приклади моделей такого виду - різні іграшки, макети природних об'єктів і технічних пристроїв, що відображають зовнішні, візуально сприймаються характеристики об'єкта-оригіналу (іграшкові моделі літаків і автомобілів, макети будівель, манекен для демонстрації одягу).

Окремим випадком геометричних моделей можна вважати графічні моделі - зображення, наприклад, серцево-судинної системи (рис. 9.1), т. Е. Серця з великим і малим колами кровообігу.

2. Вербальна модель словесно описує і фіксує у вигляді тексту основні частини, властивості і функції об'єкта. Опис будь-якого явища може розглядатися як різновид його вербальної моделі. Приклад вербальної моделі - спрощений опис серцево-судинної системи.

Серцево-судинна система складається з двох насосів (правої і лівої частин) і двох мереж (малого (легеневого) і болипо-

го кіл кровообігу, з'єднаних послідовно).

Геометрична модель серцево-судинної системи

Мал. 9.1. Геометрична модель серцево-судинної системи:

Кожна частина серця має дві камери - передсердя і шлуночок, причому вхід і вихід другої камери обладнані клапанами, які забезпечують односпрямованість потоку крові через серце.

У - меморатіческій вузол; 2 - мемо- ратіческне капіляри; 3 - артеріальна кров; 4 - серце; 5 - меморатіческій посудину; 6 - венозна кров

Мережі являють собою досить складну систему розгалужених еластичних артерій і вен, м'язових артеріол і капілярних систем. Кожне передсердя об'єднано з відповідною веною. Хвилинні обсяги лівої і правої частин серця залежать від тиску в мережах, яке, в свою чергу, залежить від хвилинних обсягів. За рахунок такої механічної зворотного зв'язку в серцево-судинній системі забезпечується саморегуляція. При порушенні рівності хвилинних обсягів під впливом обурення тиск в мережах змінюється так, що рівність знову відновлюється.

3. Функціональна модель відображає основні властивості і функції об'єкта, а також взаємозв'язку його підсистем. Як функціональних моделей виступають фізичні і знакові моделі.

Фізичні моделі описують властивості об'єкта за допомогою тих чи інших фізичних процесів. Приклад - В'язкопружні елемент як механічна модель м'язового скорочення.

Знакові моделі відображають властивості об'єкта за допомогою засобів формальних мов. Приклади - різні математичні співвідношення і хімічні формули.

 
Переглянути оригінал
< Попередня   ЗМІСТ   Наступна >
 
Дисципліни
Агропромисловість
Аудит та Бухоблік
Банківська справа
БЖД
Географія
Документознавство
Екологія
Економіка
Етика та Естетика
Журналістика
Інвестування
Інформатика
Історія
Культурологія
Література
Логіка
Логістика
Маркетинг
Медицина
Нерухомість
Менеджмент
Педагогіка
Політологія
Політекономія
Право
Природознавство
Психологія
Релігієзнавство
Риторика
Соціологія
Статистика
Техніка
Страхова справа
Товарознавство
Туризм
Філософія
Фінанси
Пошук