利用数值模拟重构物种多样性格局的形成过程

生命形成的过程极其漫长, 经历了地球系统复杂的沧海桑田变化。当前人类所观察到的物种分布格局的形成除了由物种本身特征决定外, 还受到环境变化、人类活动以及各种随机事件的影响。受限于实验条件、时间、经费、人力等诸多因素, 我们尚无法完整地观察并记录到物种多样性形成的全过程, 只能通过片段化数据来推测该过程。信息科学中包括数值模拟在内的仿真技术以其高效、可控及全过程记录等优势, 能从某种程度上解决物种多样性格局形成过程中的部分数据黑箱问题。本文介绍了数值模拟的概念和工作原理及在物种多样性研究中应用的特点, 列举了物种生态位、扩散模式、种间互作及物种分布应对气候变化等方面的数值模拟研究, 基于已有研究系统地介绍了如何综合上述数值模拟研究构建虚拟物种、气候和场景来解释物种多样性的形成与维持机制, 并阐述了数值模拟在物种多样性研究中的优缺点及应用前景。     

组织学与胚胎学虚拟仿真实验教学平台的构建

虚拟仿真实验课程建设,是推进现代信息技术与实验教学项目深度融合、拓展实验教学内容广度和深度、延伸实验教学时间和空间、提升实验教学质量和水平的重要举措。开展虚拟仿真实验教学能够强化学生实验基本技能、激发学生求知欲、培养学生创造性、提高学生专业技能,在组织学与胚胎学实验教学中具有重要意义。     

二维心室建模和Brugada综合症仿真

本文以Tusscher提出的人体心室单细胞计算模型为基础,用计算机建模仿真的方法,构建一个心室壁组织的二维网格模型。通过修改细胞的离子通道参数,仿真了正常生理条件下和Brugada症状下三类心室细胞的动作电位和心电图波形。结果显示:Brugada症状下的心电图波形有明显的J波出现,ST-段抬高甚至T波倒置。这与临床医学上的报道基本符合,本研究为用计算机仿真建模研究Brugada综合症打下了基础。     

基于AnyBodyTM技术的人体运动建模方法

人体运动的建模与仿真是当今运动生物力学研究的一个热点.利用数值模型研究人体的运动规律,是人体运动研究的一个重要手段和有效工具.其关键技术在于应用逆向运动学方法求解人体运动,并获取人体运动中各个肌肉力学上技术参数.文中主要探讨基于AnyBodyTM System软件人体运动仿真的建模方法来研究人体运动力学规律,结合The AnyBodyTM system对人体运动具体应用,说明The AnyBodyTM system技术在人体运动仿真领域的优势.     

韧性城市研究综述——基于城市复杂系统视角

在全球气候变化与持续城市化的背景下,增强城市韧性是提升城市应急管理能力,实现城市系统可持续发展的重要途径。明确城市韧性的内涵、核心要素及相互作用机理,开展城市系统韧性测度与城市系统模拟,对提升变化环境下城市系统恢复力与韧性水平,缓解变化环境对城市系统运行稳定性冲击压力具有重要意义。基于文献与资料分析,全面解析韧性城市核心概念与各国韧性城市建设、管理与研究实践。此外,研究从城市复杂系统视角探究变化环境对城市系统影响机制、测度方法与系统模拟路径。研究为韧性城市理论、方法与实证研究提供了参考,并为我国韧性城市建设实践提供决策依据与政策建议。     

跳动心脏的心电仿真模型建构

以往的心电仿真研究都没有考虑在一个心动周期内,因为心脏跳动而引起的偶极子位置变化的实际情况,从而造成其结果输出的不可避免的误差,在心脏电生理和心脏动力学分析的基础上,对原有的心脏电仿真模型施加动力学影响,从而构建了新的跳动心脏模型。在这两个模型上进行了正常心脏和心肌缺血心脏的仿真试验后,对比两个心电模型的仿真输出,发现新的心脏模型有效提高了仿真精度,对于严重心肌缺血和轻微心肌缺血的识别分别有不同程度的改善。这项研究证实了动力学因素 在心电模型建构中的重要性,为心电正问题和逆问题研究的进一步开展 提供了新的思路和方向。     

海豚勇士赶走大白鲨

这天天气不错,蔚蓝的海水在阳光的照射下泛起闪烁的光。托德扛着他心爱的冲浪板,和好友一起来海滨冲浪。正当他们玩得不亦乐乎时,一只大白鲨悄无声息地游了过来,没有人注意到这位不速之客的出现。突然,大白鲨一口咬住了托德的冲浪板,他一下子失去了控制,像三明治中的火腿一样,狠狠夹在了鲨口和冲浪板中间。就在这危急时     

“互联网+”发酵工程实操与虚拟仿真中试实验室平台的建设与探索

发酵工程是理工科高校生物工程学科领域的核心课程之一,是一门应用性、实践性极强的专业课程。该课程传统的实践模式已无法满足当前高校对大学生工程素质教育的需求。随着信息技术、自控技术的飞速发展,多层次、跨学科的“互联网+”教学已成为现今高等教育人才培养的新模式。本文中的发酵工程实操与虚拟仿真中试实验室平台以工程学为技术手段,通过“互联网+”将虚拟现实(virtual reality,VR)技术、信息自动化控制技术、数据库与发酵过程控制有机地结合在一起,构建一个“虚实”结合的“多维”工程中试实验室平台,并以此作为抓手开展食品发酵技能训练课程工程素质教育教学的创新与探索。初步建设成果与前期教学效果表明,该实验室平台的建设对发酵工程及相关专业学生的实践动手能力有明显的提高,为后期建设积累了宝贵的经验及大量有价值的工程实训数据。     

探索以“霍乱弧菌检测虚拟仿真实验”为载体的混合式实验教学模式

虚拟仿真实验是一种现代信息化和智慧教学的重要方法,对高等医学院校教学质量的发展起到重要的推进作用。我们自主开发建设的“霍乱弧菌检测与防控虚拟仿真实验”,既弥补了因生物安全问题不能开展的实验教学,也解决了微生物学检验实验教学中存在的操作标准化问题。采用“三步进阶”混合教学模式,实现以“学生为中心”的师生互动模式,创建“设计性实验报告”,与育人元素有机结合,培育医学生的职业使命感。细化考核标准,实现过程性评价。探索课前启发铺垫、课中内化升华、课后巩固拓展混合式实验教学模式,有效提高学生的实验技能,实现知行合一、素能共育的教学目标。     

仿真教学在《电机与电气控制技术》课程中的应用

为了减少毕业生对就业岗位适应时间,高职院校需要学生在掌握理论知识的基础上必须加强岗位专业技能的培养,将多媒体仿真软件引入教学过程,可以使学生有身临其境的感觉增加学生学习积极性,在教学过程中根据电气类不同岗位具体需求,选用不同的仿真软件培养学生相对应的技能能力、方法能力。