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Forschungsprojekt: BDSim

  Brownian Dynamics Simulation

Zusammenfassung: Ziel des Projektes ist die Entwicklung und Kombination geeigneter Algorithmen zur effektiven und effizienten Simulation von Brownscher Moleküldynamik. Die Ergebnisse der Simulationen auf Mikroebene sollen die Analyse von zellulären Prozessen unterstützen, die nicht auf höheren Abstraktionsebenen abgebildet werden können (bspw. Molecular Crowding).

  Projektinformationen

Innerhalb der letzten Jahre zeigte sich ein verstärktes Interesse für die detaillierte Simulation zellbiologischer und molekularer Prozesse auf der Mikroebene, da bestimmte biologische Phänomene, wie bspw. molecular crowding, auf höheren Abstraktionsebenen nicht adäquat abgebildet werden können. Hierbei spielt die Simulation von Brownscher Molekularbewegung eine zentrale Rolle. Trotz bedeutender Fortschritte in der Entwicklung bestehender Algorithmen, sind diese noch immer sehr rechenintensiv und hindern dadurch die Simulation von längeren Zeitskalen bzw. größeren Systemen. Ein vielversprechender Ansatz zur Lösung dieses Problems sind parallele Algorithmen. Weitere Verfahren verringern die Genauigkeit, um die Effizienz zu erhöhen. Wie geeignet die einzelnen Methoden in der Anwendung sind, ist abhängig von dem Model, der Fragestellung sowie der verfügbaren Infrastruktur.
Ziel dieses Projektes ist es, basierend auf der Flexibilität von JAMES II, geeignete Algorithmen zu entwickeln und zu kombinieren, und somit die Grundlage für eine effektive und effiziente Simulation von Brownscher Moleküldynamik zu schaffen. Dabei soll gleichzeitig die Rolle von Brownscher Molekularbewegung in der Bioinformatik sowie deren potentielle Anwendungsfelder für zellbiologische Simulationen evaluiert werden.