English
!

Архив публикаций

Тезисы

XXIII-ая конференция

Изучении модели "хищник-жертва" для целей медицинского образования

Гурьянов В.Г., Егоренков А.И.

Киев, буль. Шевченко - 13, Национальный медицинский университет им. А.А. Богомольца, altaikiev@mail.ru

1  стр. (принято к публикации)

В работе рассматривается имитационная модель, полученная на основе известной модели “Лотки-Вольтерра”. Различные ее модификации используются при моделировании развития инфекционных заболеваний, экономических и социологических исследованиях. Поэтому такая модель может быть учебным средством для студентов-медиков.

Нами разработана компьютерная программа, позволяющая визуализировать динамику развития системы и проанализировать решения для случая дискретного изменения численности популяции. Основным отличием от классической задачи является то, что хищники и жертвы движутся не хаотически, а имеют возможность обучаться на своих примерах. В качестве средства принятия решения движения особи нами реализована вероятностная нейронная сеть. Нейронная сеть обучается прогнозировать состояние особи на основании ее предыдущего опыта. Наличие системы обучения, глубина анализа ситуации, радиус восприятия, максимально возможное количество хранимых в памяти объекта примеров для обучения также являются параметрами объекта и задаются пользователем. Интерфейс системы приведен на рисунке 1.

Для примера: пусть в системе присутствуют только жертвы 2-х видов: без «адаптационных механизмов» (Pf) и с наличием памяти в 100 временных интервалов (Pi). Рассматривается поле с большим количеством «пищи», механизм мутации отключен. В систему введены хищники (H), без «адаптационных механизмов». На рисунке 2 приведена типичная картина динамики изменения численности объектов в этой системе. Модельные расчеты показывают, что особи, у которых адаптационный механизм отсутствует, достаточно быстро уничтожаются хищниками. Особи же, обладающие механизмами обучения сосуществуют с хищниками. Количество жертв с наличием памяти колеблется вокруг некоторого среднего значения, количество хищников ведет себя так же (со смещением в ¼ периода). На рисунке 3 приведена гистограмма распределения возраста гибели жертв. В этой системе медианы возраста гибели объектов с адаптацией и без адаптации (14±2 и 8±2, соответственно) статистически значимо различаются (p=0,003).

Разработанная нами программа является связующим пропедевтическим звеном междисциплинарного учебного пакета для студентов-медиков по интеграции базовых знаний в области математической биофизики и современных медицинских информационных технологий.



© 2004 Дизайн Лицея Информационных технологий №1533