Інтелектуальна система симуляції мікроскопічних істот

Abstract

Сучасний розвиток інформаційних технологій стимулює створення інтелектуальних систем, здатних моделювати й аналізувати складні процеси. Одним із таких напрямів є симуляція мікроскопічних істот – організмів, які існують на мікроскопічному рівні, таких як бактерії, віруси, амеби, тощо. Вивчення їхньої поведінки має важливе значення для біології, медицини, екології та біоінженерії. Завдяки застосуванню сучасних комп'ютерних технологій можливо створювати системи, які дозволяють симулювати життя цих організмів, прогнозувати їх взаємодію з оточенням і проводити експерименти віртуально, мінімізуючи витрати на реальні дослідження. Актуальність теми обумовлена потребою в розробці ефективних інструментів для моделювання складних біологічних систем. Класичні підходи, засновані на математичному описі й фізичних експериментах, часто є трудомісткими, дорогими та обмеженими в масштабах. Інтелектуальні системи симуляції здатні вирішувати ці проблеми, забезпечуючи можливість вивчення динамічних процесів, моделювання різних умов існування та оцінки впливу зовнішніх факторів на поведінку мікроскопічних організмів. Мета роботи є розробка інтелектуальної системи для симуляції мікроскопічних істот, яка враховує їхні біологічні характеристики, поведінкові моделі й середовище існування. Основна увага приділяється створенню програмної платформи, яка дозволяє користувачам легко проводити моделювання та отримувати релевантні наукові результати. Наукова новизна полягає у використанні сучасних методів штучного інтелекту, зокрема машинного навчання та агентних підходів, для симуляції взаємодії мікроскопічних істот у складних середовищах. Це дає змогу моделювати емерджентні властивості, тобто явища, що виникають унаслідок колективної поведінки організмів, і які важко передбачити аналітичними методами. Практична значущість полягає в можливості застосування розробленої системи для вирішення прикладних задач:  прогнозування розвитку захворювань, спричинених мікроорганізмами;  оптимізації антибактеріальних стратегій;  моделювання впливу екологічних змін на мікроскопічні екосистеми;  створення освітніх симуляцій для популяризації наукових знань. Апробація. За результатами роботи були опубліковані тези під назвами: 1. «Інтелектуальна система симуляції мікроскопічних істот» в збірнику наукових праць за матеріалами 6-ї всеукраїнської науково-практичної конференції студентів і аспірантів “теоретичні та прикладні аспекти розробки комп’ютерних систем” за 25 квітня 2024 р. 2. «Інтелектуальна система симуляції мікроскопічних істот» в збірнику наукових праць за матеріалами 15-ї Міжнародної науково-практичної конференції молодих вчених «Інформаційні технології: економіка, техніка, освіта» за 8 листопада 2024 р. Зміст публікацій представлено в Додатку А.