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心血管疾病是全球自然死亡的头号杀手。心律失常一直都是心血管疾病致死的一种主要形式。随着实验和临床数据的积累、非线性动力学的理论应用、计算机算法的优化和算力的提升,通过建立生理生化层面精细的心脏电生理数学模型,开展生理及病理条件下高性能计算仿真已成为探究心律失常机制的一种有效技术手段。本文简要介绍了造成心律失常的几种典型机制,回顾了心脏电生理建模仿真的发展过程并指出了目前面临的主要挑战,包括如何更系统深入地理解心律失常这一可激发介质上多尺度多物理态的复杂时空行为,如何运用电生理建模仿真辅助抗心律失常特效药物研发以及完善一般性药物的心脏安全评估。针对以上的挑战,本文提出如下研究建议：发展计算上可行的多尺度群体化心脏电生理数学模型;进行基于药物与蛋白/离子通道相互作用的虚拟抗心律失常药物靶点的筛查;建立一般性药物心脏毒性检测的虚拟仿真平台。通过深度结合实验和临床数据发展高性能多尺度群体化的心脏电生理虚拟仿真,有望进一步发掘多学科交叉的研究潜力,推动心脏病学发展。 相似文献
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虚拟生理人体建模与仿真关键技术研究进展 总被引：1，自引：0，他引：1
本文总结了我国虚拟生理人体研究及医学应用所面临的重大机遇与挑战,围绕医学、基础生物学、数学、物理与计算机等多学科在虚拟生理人体领域的交叉研究,对多维度生理学与病理学信号数据的定量获取、器官生理与药理微观尺度建模、器官几何物理与宏观生理建模仿真、基于虚拟生理人体的医疗器械研发应用等方面所取得的主要进展和成就进行了综述,在此基础上,凝炼了该领域未来5～10年的重大关键科学问题,探讨了相关前沿研究方向的发展目标,提出了科学基金的资助战略建议。 相似文献
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心血管系统在时间和空间上均具有多尺度特点,其中微观机制决定着微观结构并最终影响宏观功能。目前,心血管系统研究在各个尺度上均有一定进展,但各维度的整合与应用还处于起步阶段。结合分子生物学与细胞生物学技术、多组学技术、小动物模型构建技术、多尺度成像与功能检测技术以及计算机建模技术,将不同尺度实验数据进行整合,可以更好地理解心血管生理与病理特征。这种研究模式已在心肌钙信号、心脏与血管重塑、血流动力学、心脏动力学等研究中得到应用,为相关机制研究提供了新思路和新途径,并有望在分子到生理水平上实现对心血管系统的虚拟仿真,从而为特异性心血管疾病诊断、手术方案设计、非侵入性精准诊断、预测评估等提供新方法和新标准。 相似文献
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过程工程是研究物质转化过程中共性规律的工程科学。实现物质转化需经历从小试、中试到工业大规模装置的逐级放大过程,其放大和调控非常复杂,是过程工程的瓶颈问题。过程模拟为认识过程的复杂性、加速工艺的设计和过程放大提供了可能。目前实际模拟预测能力增长很缓慢,与计算机硬件的飞速发展形成鲜明对比。这是由于过程工程的复杂性来源于多尺度结构,其核心问题是介尺度。解决这一问题的关键在于发展多尺度模拟方法,在问题、模型、软件和硬件4个层面同时考虑多尺度结构,并保持层面间的一致性,建立新的多尺度超级计算模式。应用这一新型超级计算模式,通过多尺度云计算网络,实现过程工程的实时模拟,是过程模拟未来发展的必然趋势。化工过程模拟将进入虚拟过程工程新时代,这必将为传统的过程工程研发模式带来深刻的变革。 相似文献
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基于非参数回归和尺度空间理论的多尺度光滑方法是探索数据多尺度回归关系特征的新方法。简要介绍了非参数回归的多尺度分析模型、统计推断技术和可视化方法,全面回顾了自提出该方法以来近10年内相关研究进展,最后讨论了非参数回归的多尺度分析方法亟待解决的问题和未来的研究方向。 相似文献
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多尺度随机有限元法主要针对不确定性问题,它可以有效地量化粗尺度的不确定性而不需要同时进行细尺度上的计算.该文分别从随机变分法,多尺度形函数的构建以及粗尺度和细尺度计算来介绍多尺度随机有限元法的相关原理. 相似文献
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心律失常是一类严重威胁人类生命安全的心血管疾病,其机制复杂,临床治疗亟待改进。当前虚拟电生理仿真模型整合离子通道电生理特性、动作电位、体表心动图等基础研究数据,对心电活动和心律失常机制的阐释有了长足的进步,但与真实人体心电活动仍存在一定差异。本文结合基础与临床最新研究进展,提出将离子通道β亚基、细胞器和亚细胞结构等调节心电活动的数据以及基于人类iPS衍生的心脏类器官获取的心电数据纳入心电模型构建的策略,从微观和宏观多尺度更新、完善和验证虚拟心脏电生理模型,并提出通过分子对接结合心电仿真模型筛选、评估靶向治疗心律失常药物的思路。 相似文献
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基于虚拟人体的虚拟手术是虚拟现实、人工智能、生物医学、现代医学等多学科交叉的国际前沿技术。高质量的个性化虚拟手术需构建人体组织器官可交互的几何、物理和生理模型,仿真复杂手术过程,评价手术仿真操作对实际手术技能提升的作用。虚拟手术技术涉及多模态医学影像智能分析处理、个性化人体器官混合建模、复杂手术现象交互仿真、手术仿真评价等一系列前沿科学技术问题,可服务于手术机器人研发、远程协作手术、医疗器械研发等前沿领域技术的发展。未来,继续深入研究突破人体器官多维度多粒度虚实映射理论、个性化人体器官多尺度生理建模方法、人体器官生理信息模型库构建、智能三维虚拟人体交互仿真算法框架等关键技术问题,对提高我国虚拟人体领域的源头创新能力具有积极意义,对推动手术研究与转化的模式创新具有重要价值。 相似文献
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国家自然科学基金委员会第61期双清论坛"多尺度海气相互作用"于2011年4月12-13日在杭州举行。本次论坛活动得到我国海气相互作用和气候变率研究领域专家学者的积极响应。与会专家围绕"海-气相互作用的区域特征"、"海-气相互作用与全球变暖"、"年代际气候变化的机理及可预测性"、"季节一年际气候变率的几个研究热点"、"台风一海洋相互作用的动力和热力过程"以及"海-气相互作用过程的数学建模"等6个中心议题作了12个大会专题报告。论坛分析和提炼了该领域的国际前沿科学问题,并结合我国的研究现状,凝练出在未来5—10年中我国在"多尺度海气相互作用"领域最需要解决的一些重大科学问题。 相似文献
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原子/分子团簇是物质结构的一种新形态,具有独特的本征性质。从原子/分子团簇到器件的跨尺度制造,将为国防高端装备和新兴电子等产业发展带来深刻变革。团簇的多物质构效关系、宏量制造、团簇结构跨尺度构筑以及团簇器件的高性能制造等是原子/分子团簇器件制造的关键发展方向,主导着从原子到产品制造的发展历程。把握这些发展背后的重要机遇,将有助于占领原子级制造研究的制高点,引领原子级制造方法的变革。本文从团簇新材料的宏量制造、新型功能器件的原子/分子团簇构筑、团簇—器件的跨尺度制造工艺和装备等三个方面概括了原子/分子团簇与器件制造领域的主要研究进展,总结了原子/分子团簇与器件领域的关键科学问题及面临的挑战,并对其未来发展方向和发展战略给出了建议。 相似文献
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基于多区域投入产出法,细分42个经济部门及30个省区(由于样本数据缺失,未涵盖西藏),以经济区域与省区为空间尺度,系统分析了我国各地区农林牧渔业虚拟水流动的空间及需求格局。结果显示:西北区域尤其是新疆农林牧渔业虚拟水流动活跃程度高于我国其他地区。各经济区域(或各省区)该部门虚拟水流出均主要流向国内其他地区;多数地区对应流入均主要源自进口,多数区域及省区农林牧渔业虚拟水均呈现净流入。城镇居民消费是经济区域农林牧渔业虚拟水国内流动以及省区对应国内流出的主要需求。 相似文献
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彩电维修虚拟实验系统是未来彩电维修实验教学的一个发展方向。对彩电维修虚拟实验平台进行了初步的研究,介绍了彩电虚拟实验平台的基本体系结构、开发工具、关键技术、解决方案以及进一步研究的思路。 相似文献
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虚拟团队研究:回顾、分析和展望 总被引：16，自引：0，他引：16
本文采用质的研究方法对国内近年来出现的虚拟团队研究进行检索、编码和分析,从研究设计和方法、研究主题和内容的角度对国内的虚拟团队研究进行了回顾,并比较了国内和国外虚拟团队研究上的差异,最后指出了未来国内虚拟团队研究的努力方向。 相似文献
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三维地质建模技术是随着计算机技术的不断发展,自上世纪80年代开始逐渐发展起来的 一项新的油藏研究手段。该技术以地质统计学和计算机三维图形技术为主要手段,从三维的角度对油藏进行描述和研究,它可以实现对油气储层的定量表征及对各种尺度的非均质性的刻画。从地层对比、测井数据标准化,采用相控建模的方法对精细油藏建模进行了研究。 相似文献
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R＆D项目组合选择是组合优化领域研究的热点问题。本文对R＆D项目组合选择的实践动因和理论发展路径进行了分析，并从项目组合收益、风险、战略属性、项目过程的不确定性及项目间相互影响等方面进行了综述研究。基于综述分析，指出了R＆D项目组合选择的未来重点研究方向，其包括项目间相互影响建模、实物期权度量、模糊风险度量、多目标优化建模及其算法和选择模式研究。 相似文献
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《科研管理》2016,(Z1)
本文从金融产业本质特性出发,提出金融产业虚拟集聚概念,认为金融产业虚拟集聚是我国金融体制改革和创新环境中金融产业竞争与合作的重要组织形式,是其空间集聚发展的必然。研究发现金融产业虚拟集聚的要素基础是金融产品的虚拟和可量化特性,其决定了金融产品非常适合数字化编码和开放的、远距离数字化传播,而不易受地理范围的局限;金融产业虚拟集聚的产业基础是金融超越于实体经济界限的虚拟化特征;金融产业虚拟集聚产生的内在动因是金融产业实体集聚过程中所遇到的客户受限和集聚风险。随着金融信息化水平的提高,特别是互联网金融的兴起,打破了传统金融产业的地理限制,缓解了金融产业空间集聚中不断积累的成本和风险,减弱了金融产业隐形知识的空间溢出局限,催生了虚拟金融机构的出现,成为了金融产业虚拟集聚的重要表现形式。本文根据Teece的知识流动和学习概念模型,结合金融产业虚拟集聚的特点,认为金融产业虚拟集群的知识溢出活动主要受到溢出方和学习方进行知识溢出和知识学习的主观意愿、双方之间的广义距离、双方的信任程度、双方的知识能力和风险控制尺度等因素影响。通过引入金融产业虚拟集群知识溢出效率函数,改造凯尼尔斯空间知识溢出蜂巢模型,构建了金融产业虚拟集群知识溢出效应模型,并对模型进行了动态分析研究。最后提出未来对金融产业虚拟集聚的研究,可以围绕静态和动态研究两大主要方向,针对宏观和微观两个层面,分别开展系统性的研究和探索。 相似文献
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虚拟水研究的理论、方法及其主要进展 总被引：37，自引：8，他引：37
虚拟水是在水资源商品化和资源配置全球化的背景下,Tony Allan于1993年提出的新概念。自问世以来,虚拟水以其形象的表达以及丰富的内涵,已成为水资源领域的研究热点。本文系统介绍了虚拟水研究的基本概念及量化方法,并从资源流动、资源替代、比较优势3个方面对虚拟水研究的理论基础进行了阐述。目前关于虚拟水的研究主要集中在3个方面：探讨虚拟水与水资源安全的关系;研究国家或地区间虚拟水贸易及其导致的虚拟水流动;通过水足迹计算来揭示人类对水资源的实际需求和占用。作者认为,“虚拟水”概念也可以说是一种新的水资源观,将成为相关水问题研究的重要的创新领域,并就水足迹概念对水资源承载力研究的启示和我国开展虚拟水相关研究的方向进行了探讨。 相似文献
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虚拟样机技术是一种崭新的产品开发方法,机械工程学中的虚拟样机技术又称机械系统动态仿真技术,是20世纪80年代随着计算机技术的发展而迅速发展起来的一项计算机辅助工程（CAE）技术。首先总结了动力学建模求解的一般过程,并归纳了支持ADAMS（Automatic Dynamic Analysis of Mechanical System）软件的多体系统动力学理论的基本的概念、建立数学模型的过程、相应的数值算法求解过程;最后对本论文涉及到的两个软件ADAMS和CATIA的功能和特点做了总结和对比,对软件的功能和应用进行了说明。 相似文献