Tashqi kuch bilan almashtirilganda ishlab chiqarilgan tolali tarmoqning kuch o'zgarishini o'lchash: 8 qadam

2024 Muallif: John Day | [email protected]. Oxirgi o'zgartirilgan: 2024-01-30 13:27

Hujayralar atrofdagi hujayradan tashqari matritsa (ECM) bilan o'zaro ta'sir o'tkaza oladilar va ECM tomonidan qo'llaniladigan ta'sirlarga ham javob bera oladilar. Loyihamiz uchun biz ECM vazifasini bajaradigan o'zaro bog'langan tolalar tarmog'ini simulyatsiya qilamiz va bir nuqtaning harakatiga javoban tarmoq qanday o'zgarishini ko'ramiz. ECM dastlab nol kuch bilan muvozanatda bo'lgan o'zaro bog'langan buloqlar tizimi sifatida modellashtirilgan. Nuqtalar harakatiga javoban tarmoqqa kuch qo'llanilganda, biz bog'langan nuqtalarni muvozanatga qaytishga urinadigan tarzda kuchga reaktsiya berishga harakat qilamiz. Quvvat F = k*x tenglamasi bilan kuzatiladi, bu erda k - buloq konstantasi va x - tolalar uzunligining o'zgarishi. Bu simulyatsiya tolali tarmoqlarda kuchlarning tarqalishi haqida umumiy tushuncha berishga yordam beradi, uni oxir -oqibat mexanotransduktsiyani simulyatsiya qilishda ishlatish mumkin.

1 -qadam: NxN yagona kvadratchalar matritsasini yarating

Kodni ishga tushirish uchun biz N ni tanlaymiz, u bizning tarmog'imizning o'lchamlarini aniqlaydi (NxN). Agar kerak bo'lsa tarmoq o'lchamlarini o'zgartirish uchun N qiymatini qo'lda o'zgartirish mumkin. Bu misolda N = 8, shuning uchun bizda 8x8 nuqtalar tarmog'i mavjud. Matritsani yaratgandan so'ng, biz masofa formulasidan foydalanib, uzunligi 1 birlik bo'lgan matritsadagi barcha nuqtalarni bog'laymiz, masofa = sqrt ((x2-x1)^2+(y2-y1)^2). Shunday qilib, biz bir xil masofada 1 birlik bilan ajratilgan kvadratchalar tarmog'ini olamiz. Buni 101 -rasmda ko'rish mumkin.

2 -qadam: tarmoqni tasodifiy tanlash

Bu bosqichda biz chegaramizni tashkil etadigan tashqi nuqtalardan tashqari barcha nuqtalarni tasodifiy tartibda tasniflashni xohlaymiz. Buning uchun biz avval 0 yoki N ga teng bo'lgan barcha matritsa koordinatalarini topamiz. Bu nuqtalar chegarani tashkil qiladi. Chegara bo'lmagan nuqtalar uchun x va y pozitsiyalariga -5 dan.5 gacha bo'lgan boshqa tasodifiy qiymat qo'shib, joy tasodifiy bo'ladi. Tasodifiy tasodifiy tasvirni 1 -rasmda ko'rish mumkin.

3 -qadam: Yangi masofalarni oling

Bizning tasodifiy tarmoq qurilgach, biz yana masofa formulasidan foydalanib, ulangan nuqtalar orasidagi masofani topamiz.

4 -qadam: Nuqtani tanlang va shu nuqtadan boshqalarga masofani solishtiring

Bu bosqichda biz 2 -rasmda ko'rsatilgandek kursor yordamida qiziqish nuqtasini tanlashimiz mumkin. Siz kursorni aniq nuqtaga o'tkazishingiz shart emas, chunki kod uni eng yaqin ulanish nuqtasiga moslashtiradi. Buning uchun biz birinchi navbatda barcha ulangan nuqtalar va biz tanlagan nuqta orasidagi masofani hisoblaymiz. Barcha masofalar hisoblangandan so'ng, biz tanlangan nuqtadan eng kichik masofaga ega bo'lgan nuqtani tanlaymiz va haqiqiy tanlangan nuqtaga aylanamiz.

5 -qadam: Yangi nuqtaga o'ting

Ushbu bosqichda, oldingi bosqichda tanlangan nuqtadan foydalanib, biz nuqtani yangi joyga o'tkazamiz. Bu harakat oldingi pozitsiyani almashtiradigan kursor bilan yangi pozitsiyani tanlash orqali amalga oshiriladi. Bu harakat bahor uzunligidagi o'zgarish tufayli bajariladigan kuchni simulyatsiya qilish uchun ishlatiladi. Butun ko'k rangda yangi joy tanlanmoqda. Keyingi rasmda, harakatni eski joylar bo'lgan ko'k ulanishlardan farqli o'laroq, yangi joylar bo'lgan to'q sariq rangli ulanishlar yordamida ko'rish mumkin.

6 -qadam: kuch = K*masofa

Bu bosqichda biz kuch = k*masofa tenglamasini qo'llaymiz, bu erda k - kollagen tolalari uchun doimiy 10. Elyaf tarmog'i muvozanat holatidan boshlanganligi sababli, aniq kuch 0 ga teng. Biz bu muvozanatni ifodalash uchun ilgari hosil qilgan matritsaning uzunligi nol vektorni yaratamiz.

7 -qadam: Ko'chirilgan nuqta tufayli tarmoq harakatini o'zgartiring

Bu bosqichda biz tarmoq muvozanat holatiga qaytish uchun nuqta harakatiga javoban simulyatsiya qilamiz. Biz ikkita nuqta orasidagi yangi masofalarni topishdan boshlaymiz. Bu bilan biz eski va yangi masofalar orasidagi farqni ko'rib tolalar uzunligining o'zgarishini topa olamiz. Shuningdek, biz yangi va eski nuqtalarni taqqoslash orqali qaysi nuqtalar siljiganini va ular bog'langan nuqtalarni ko'rishimiz mumkin. Bu bizga kuchlar ta'sirida qaysi nuqtalar harakatlanishi kerakligini ko'rish imkonini beradi. Harakatning yo'nalishini x va y komponentlariga bo'lish mumkin, bu esa 2D yo'nalish vektorini beradi. K qiymati, masofadagi o'zgarish va yo'nalish vektoridan foydalanib, biz nuqtalarimizni muvozanat tomon siljitish uchun ishlatilishi mumkin bo'lgan kuch vektorini hisoblashimiz mumkin. Biz kodning bu qismini 100 marta ishlatamiz, har safar kuch -quvvat*.1. Kodni 100 marta ishga tushirish bizga oxir -oqibat muvozanatni tiklashga imkon beradi va chegara shartlarini saqlagan holda, biz butun o'zgarish o'rniga tarmoq o'zgarishini ko'ramiz. Tarmoq harakatini 3 -rasmda ko'rish mumkin: sariq - bu harakatlangan joylar, ko'k - oldingi holatlar.

8 -qadam: tugallangan kod

Bu bo'limda bizning kodimizning nusxasi ilova qilingan. Har xil tarmoqlarni modellashtirish orqali sizning ehtiyojlaringizga mos ravishda o'zgartirishingiz mumkin!