زندگی اور طب
پروٹین، خلیے، اعضا، مریض اور وبائیں: سالماتی پیمانے سے آبادی تک حیاتیات۔
حیاتیات ہر سطحِ تنظیم پر سمیولیٹ کی جاتی ہے: پروٹین میں ایٹم، خلیے میں ردعمل، بافت میں خلیے، جسم میں اعضا، آبادی میں جسم۔ ہر سطح ایک مختلف طریقہ استعمال کرتی ہے۔ سطحوں کو جوڑنا اب بھی ایک کھلا مسئلہ ہے۔
پروٹین کا تہہ ہونا اور حرکیات
ایک پروٹین جو دسیوں ہزار ایٹموں کی صورت میں پانی میں لرزتا، تہہ ہوتا اور شکل بدلتا ہے۔
وہ سوال جس کا یہ جواب دیتا ہے: امینو ایسڈز کی یہ زنجیر کام کرنے والی تین جہتی ساخت میں کیسے تہہ ہوتی ہے؟
چھوڑ دیتا ہے: لمبے رنز بھی زیادہ سے زیادہ مائیکرو سیکنڈ کا احاطہ کرتے ہیں، جو بہت سے حقیقی تہہ ہونے کے اوقات سے کہیں کم ہے۔
چلتی ہے: تقریباً 1016 FLOPS موٹا اندازہ ایک GPU کلسٹر جو تمام ایٹموں کی حرکیات کے مائیکرو سیکنڈ چلاتا ہےتب سے: 1977 میک کیمن، جیلن اور کارپلس کی پہلی پروٹین حرکیات کی سمیولیشنسمیولیشنز کے درخت میں: پروٹین کی حرکیات
سالماتی ڈاکنگ اور دوا کا جڑنا
امیدوار دوائی مالیکیول جو ہدفی پروٹین کی جیب میں آزمائے جاتے ہیں۔
وہ سوال جس کا یہ جواب دیتا ہے: دس لاکھ مالیکیولوں میں سے کون سا اس ہدف سے چپکے گا؟
چھوڑ دیتا ہے: ڈاکنگ کے اسکور تخمینی ہیں؛ پیش گوئی شدہ بیشتر جڑنے والے لیبارٹری میں کبھی کام نہیں کرتے۔
چلتی ہے: تقریباً 1015 FLOPS موٹا اندازہ ایک یونیورسٹی کلسٹر جو کئی ملین امیدوار مالیکیولوں کو ڈاک کرتا ہےتب سے: 1982 کنٹز اور ساتھیوں کا DOCK، پہلا خودکار سالماتی ڈاکنگ پروگرام
جھلیاں اور آئن چینل
خلیے کی چکنائی والی جھلی اور پروٹین کے دروازے جن سے آئن گزرتے ہیں۔
وہ سوال جس کا یہ جواب دیتا ہے: ایک اعصابی خلیہ اپنی نالیاں کیسے کھولتا اور بند کرتا ہے؟
چھوڑ دیتا ہے: حقیقی نالیاں ملی سیکنڈوں میں کھلتی بند ہوتی ہیں، جو زیادہ تر سمیولیشنز کی پہنچ سے کہیں لمبی مدت ہے۔
چلتی ہے: تقریباً 1016 FLOPS موٹا اندازہ ایک GPU کلسٹر جو لپڈ بائی لیئر اور اس کے چینل سمیولیٹ کرتا ہےتب سے: 1982 van der Ploeg اور Berendsen کی لپڈ دو پرت کی حرکیات
پورے وائرس کے ذرّات
ایک وائرس کے خول کا ہر ایٹم، کبھی دس کروڑ تک، ایک ساتھ سمیولیٹ ہوتا ہے۔
وہ سوال جس کا یہ جواب دیتا ہے: وائرس کیسے جڑا رہتا ہے، اور خلیے کے اندر کیسے بکھر جاتا ہے؟
چھوڑ دیتا ہے: رنز نینو سیکنڈ سے مائیکرو سیکنڈ پر محیط ہیں، جو حقیقی انفیکشن کے چکر سے بہت کم ہے۔
چلتی ہے: تقریباً 1017 FLOPS موٹا اندازہ ایک قومی سپر کمپیوٹر جو دس کروڑ ایٹموں کا خول سمیولیٹ کرتا ہےتب سے: 2006 Freddolino اور Schulten کی ایک سیٹلائٹ تمباکو موزیک وائرس کی سمیولیشن
آر این اے کا تہہ ہونا اور ساخت
ایک RNA لڑی جو بنیادوں کی ایک زنجیر ہے اور خود سے جوڑ بناتی ہے، اور DNA کے سیدھے دوہرے مرغولے کی بجائے ایک مخصوص تین بعدی شکل میں تہہ ہوتی ہے۔
وہ سوال جس کا یہ جواب دیتا ہے: آر این اے کی ایک لڑی اس شکل میں کیسے ڈھلتی ہے جو اسے اتپریرک یا ضابطے کے سوئچ کے طور پر کام کرنے دیتی ہے؟
چھوڑ دیتا ہے: پیش گوئی شدہ ساختوں کو اکثر تجرباتی درستی کی ضرورت ہوتی ہے، اور کام شکل سے خود بخود طے نہیں ہوتا۔
چلتی ہے: تقریباً 1012 FLOPS موٹا اندازہ ایک ڈیسک ٹاپ ورک اسٹیشن جو فری انرجی فولڈنگ سافٹ ویئر چلاتا ہےتب سے: 1981 Zuker اور Stiegler کا کم از کم آزاد توانائی والا آر این اے تہہ ہونے کا الگورتھم
خامرے کی عمل انگیزی
کسی خامرے کی فعال جگہ، اس کا تحتی مادہ اور اردگرد کا پروٹین، جہاں کیمیائی بندھن ٹوٹتے ہیں وہاں کوانٹم میکانیات سے اور باقی ہر جگہ کلاسیکی میکانیات سے ماڈل کیا جاتا ہے۔
وہ سوال جس کا یہ جواب دیتا ہے: یہ خامرہ کسی ردعمل کو ایک ارب گنا کیسے تیز کر دیتا ہے؟
چھوڑ دیتا ہے: پروٹین کے صرف ایک چھوٹے حصے کو مہنگا کوانٹم علاج ملتا ہے، اور وہ لکیر کہاں کھینچی جائے یہ ماڈلنگ کا انتخاب ہے۔
چلتی ہے: تقریباً 1015 FLOPS موٹا اندازہ ایک یونیورسٹی کلسٹر جو ملا جلا کوانٹم اور کلاسیکی حسابات چلاتا ہےتب سے: 1976 Warshel اور Levitt کا خامرے کے تعامل کا مشترکہ کوانٹم اور کلاسیکی ماڈل
موٹے دانے والے DNA اور RNA ماڈل
ہر نیوکلیوٹائڈ چند تعامل کے مقامات والا سخت جسم ہے، جس سے تہہ ہونا، ملاپ اور نینو ساختوں کی سمیولیشن ممکن ہوتی ہے۔
وہ سوال جس کا یہ جواب دیتا ہے: لڑیاں کیسے جوڑا بناتی، تہہ ہوتی اور ڈیزائن شدہ ساختوں میں جڑتی ہیں؟
چھوڑ دیتا ہے: ایٹمی تفصیل اور آئنوں کی جگہ مؤثر تعاملات لے لیتے ہیں۔
چلتی ہے: تقریباً 1014 FLOPS موٹا اندازہ GPU پر کئی ملین نیوکلیوٹائڈتب سے: 2011 oxDNA, a coarse-grained DNA model (2011) ماخذ
سیکھی ہوئی پروٹین کی ساخت کی پیش گوئی
معلوم ساختوں اور ارتقائی ڈیٹا پر تربیت یافتہ نیورل نیٹ ورک پروٹین کی ترتیب سے اس کی تہہ ہوئی شکل کی پیش گوئی کرتا ہے۔
وہ سوال جس کا یہ جواب دیتا ہے: امینو ایسڈ کی یہ زنجیر کس تین جہتی شکل میں تہہ ہوتی ہے؟
چھوڑ دیتا ہے: یہ ایک ساکن ساخت دیتا ہے، تہہ ہونے کا راستہ یا حرکیات نہیں۔
چلتی ہے: تقریباً 1018 FLOPS موٹا اندازہ بڑے پیمانے پر تربیت؛ فی پیش گوئی منٹتب سے: 2018 Improved protein structure prediction using potentials from deep learning (2020, CASP13 entry 2018) ماخذ
تخلیقی پروٹین کے مجموعے
ساختوں اور سمیولیشنز پر تربیت یافتہ ایک جنریٹو ماڈل ایک پروٹین کی ایک ہی شکل کی بجائے بہت سی شکلیں پیدا کرتا ہے۔
وہ سوال جس کا یہ جواب دیتا ہے: پروٹین کون سی متبادل شکلیں اختیار کر سکتا ہے؟
چھوڑ دیتا ہے: حالتوں کی آبادیاں اتنی ہی اچھی ہیں جتنی تربیتی سمیولیشنز۔
چلتی ہے: تقریباً 1016 FLOPS موٹا اندازہ تربیت کے ساتھ سستی نمونہ گیریتب سے: 2024 AlphaFold meets flow matching for generating protein ensembles (2024) ماخذ
رضاکارانہ کمپیوٹنگ سے سالماتی حرکیات
ایک مالیکیول کی ہزاروں آزاد مختصر راہیں عطیہ کیے گئے گھریلو کمپیوٹرز پر چلتی ہیں اور مل کر تہہ ہونے کے واقعات دکھاتی ہیں۔
وہ سوال جس کا یہ جواب دیتا ہے: کیا بہت سے مختصر رنز مل کر سست مالیکیولی عمل ظاہر کر سکتے ہیں؟
چھوڑ دیتا ہے: راہیں چھوٹی اور آزاد ہیں، اس لیے شماریات کو جوڑنا پڑتا ہے۔
چلتی ہے: تقریباً 1017 FLOPS موٹا اندازہ رضاکار مشینوں کا مجموعہتب سے: 2000 Screen savers of the world unite! (2000), the distributed folding project ماخذ
امکانی بائیو کیمسٹری
خلیے کے اندر ردعمل ایک ایک کر کے بے ترتیب فائر کیے جاتے ہیں، کیونکہ اوسط نکالنے کے لیے سالمے بہت کم ہیں۔
وہ سوال جس کا یہ جواب دیتا ہے: جینیاتی طور پر ایک جیسے خلیے مختلف برتاؤ کیوں کرتے ہیں؟
چھوڑ دیتا ہے: عموماً یہ فرض کرتا ہے کہ خلیے کا اندرون اچھی طرح ملا ہوا ہے، جو اکثر درست نہیں ہوتا۔
چلتی ہے: تقریباً 1012 FLOPS موٹا اندازہ ایک ڈیسک ٹاپ ورک اسٹیشن جو ایک امکانی کیمیائی ردعمل کی سمیولیشن چلاتا ہےتب سے: 1977 Gillespie کا کیمیائی حرکیات کے لیے درست امکانی سمیولیشن الگورتھم
جینیاتی ضابطہ کاری کے نیٹ ورک
جین ایک دوسرے کو چالو اور بند کرتے ہیں، تعاملات کے نیٹ ورک کے طور پر۔
وہ سوال جس کا یہ جواب دیتا ہے: ایک خلیہ کیسے فیصلہ کرتا ہے کہ اسے کس قسم کا خلیہ بننا ہے؟
چھوڑ دیتا ہے: زیادہ تر حقیقی ضابطہ جاتی نیٹ ورک صرف جزوی طور پر معلوم ہیں، اس لیے روابط اکثر اندازے سے لگائے جاتے ہیں۔
چلتی ہے: تقریباً 1012 FLOPS موٹا اندازہ ایک ڈیسک ٹاپ ورک اسٹیشن جو جینیاتی نیٹ ورک کی حرکیات سمیولیٹ کرتا ہےتب سے: 1969 کوفمین کے جین کے ضابطے کے بے ترتیب بولین نیٹ ورک
میٹابولک نیٹ ورک
ہر کیمیائی ردعمل جو خلیہ خوراک کو توانائی اور پرزوں میں بدلنے کے لیے استعمال کرتا ہے، بہاؤ کے نیٹ ورک کے طور پر متوازن۔
وہ سوال جس کا یہ جواب دیتا ہے: اس جرثومے کو کسی کارآمد مرکب کی زیادہ پیداوار پر لانے کے لیے ہمیں کون سا جین بند کرنا چاہیے؟
چھوڑ دیتا ہے: ایک مستحکم حالت اور ایک بہترین مقصد فرض کرتا ہے جسے حقیقی خلیہ شاید نہ اپنائے۔
چلتی ہے: تقریباً 1012 FLOPS موٹا اندازہ ایک ڈیسک ٹاپ ورک اسٹیشن جو جینوم کے پیمانے کا فلکس بیلنس ماڈل حل کرتا ہےتب سے: 1986 خلیے کے استحالی نیٹ ورک کا ابتدائی فلکس بیلنس تجزیہ
مکمل خلیے کے ماڈل
ایک اکیلے جرثومے کا ہر جین اور ہر قسم کا مالیکیول، ایک پورے تقسیمی چکر کے دوران ٹریک کیا جاتا ہے۔
وہ سوال جس کا یہ جواب دیتا ہے: کیا ہم ایک زندہ خلیے کی اس کے پرزوں کی فہرست سے پیش گوئی کر سکتے ہیں؟
چھوڑ دیتا ہے: صرف ایک سادہ جرثومہ اب تک اتنی مکمل طرح ماڈل کیا گیا ہے۔
چلتی ہے: تقریباً 1014 FLOPS موٹا اندازہ ایک یونیورسٹی کلسٹر جو ایک بیکٹیریا کا ایک تقسیمی چکر چلاتا ہےتب سے: 2012 کار اور ساتھیوں کا مائکوپلازما جینیٹیلیم کا پورے خلیے کا ماڈل
نمونے کی تشکیل
کیمیکل ایک بڑھتی بافت میں پھیلتے اور ردعمل کرتے ہیں، وہ طریقہ جو Alan Turing نے دھاریوں اور دھبوں کے لیے تجویز کیا۔
وہ سوال جس کا یہ جواب دیتا ہے: رد عمل اور پھیلاؤ کے طریقے جانوروں کی کھال کے نمونوں اور ہاتھ پاؤں میں انگلیوں کی تشکیل کی وضاحت کیسے کرتے ہیں؟
چھوڑ دیتا ہے: حقیقی بافتیں میکانکی قوتیں اور دو کیمیائی ماڈل سے زیادہ اشارے استعمال کرتی ہیں۔
چلتی ہے: تقریباً 1012 FLOPS موٹا اندازہ ایک ڈیسک ٹاپ ورک اسٹیشن جو گرڈ پر ردعمل اور پھیلاؤ کی مساواتیں حل کرتا ہےتب سے: 1952 Turing کے The Chemical Basis of Morphogenesis کے لیے تعامل-پھیلاؤ کے حسابسمیولیشنز کے درخت میں: ٹیورنگ کا ردِعمل اور پھیلاؤ
ٹشو اور رسولی کی نشوونما
انفرادی خلیے تقسیم ہوتے، حرکت کرتے، آکسیجن کے لیے مقابلہ کرتے اور مرتے ہیں۔
وہ سوال جس کا یہ جواب دیتا ہے: رسولی کیسے بڑھتی ہے، اور علاج کا شیڈول اسے کیسے روک سکتا ہے؟
چھوڑ دیتا ہے: حقیقی رسولی کے اندر تقسیم اور موت کی شرحیں براہِ راست ناپنا مشکل ہے۔
چلتی ہے: تقریباً 1013 FLOPS موٹا اندازہ ایک یونیورسٹی کلسٹر جو تقسیم ہوتے ہزاروں انفرادی خلیوں کا سراغ رکھتا ہےتب سے: 1993 ٹھوس رسولی کی نمو کے ابتدائی سیلولر آٹومیٹن ماڈل
خلیے کی خلل اور ردعمل کے ماڈل
ایک سنگل سیل ڈیٹا پر تربیت یافتہ ماڈل پیش گوئی کرتا ہے کہ کسی ایسی دوا یا جین میں تبدیلی کے بعد، جس کے ساتھ اسے ناپا نہیں گیا، خلیے کے جین کا اظہار کیسے بدلے گا۔
وہ سوال جس کا یہ جواب دیتا ہے: کسی ایسی مداخلت کے بعد خلیہ کیا کرے گا جو ابھی تک کسی نے آزمائی نہیں؟
چھوڑ دیتا ہے: باہمی ربط پر مبنی؛ تربیتی ڈیٹا سے دور خلیوں کی اقسام یا دواؤں کے لیے اس کا اندازہ کمزور رہتا ہے۔
چلتی ہے: تقریباً 1016 FLOPS موٹا اندازہ ایک خلیے کے بڑے تربیتی مجموعےتب سے: 2019 scGen predicts single-cell perturbation responses (2019) ماخذ
رسولی کے ارتقا کے ایجنٹ پر مبنی ماڈل
ایک جالی پر انفرادی کینسر خلیے تقسیم ہوتے، بدلتے اور آکسیجن اور تیزاب کے بدلتے مائیکرو ماحول میں مقابلہ کرتے ہیں۔
وہ سوال جس کا یہ جواب دیتا ہے: رسولی کی شکل اور جارح خصوصیات انتخابی دباؤ سے کیسے ابھرتی ہیں؟
چھوڑ دیتا ہے: قاعدے سادہ ہیں، اور خون کی فراہمی اور مدافعتی خلیے اکثر غائب ہوتے ہیں۔
چلتی ہے: تقریباً 1011 FLOPS موٹا اندازہ ایک نوڈ پر کئی ملین خلیےتب سے: 2006 Tumor morphology and phenotypic evolution driven by selective pressure from the microenvironment (2006) ماخذ
جرثومی برادری کے میٹابولک ماڈل
کئی انواع کے جینوم کے پیمانے کے استحالی نیٹ ورک جوڑے جاتے ہیں تاکہ ایک کا فضلہ دوسرے کی خوراک بنے۔
وہ سوال جس کا یہ جواب دیتا ہے: آنت یا مٹی کے جراثیم غذائی اجزا کیسے بانٹتے اور مل کر کیسے مستحکم ہوتے ہیں؟
چھوڑ دیتا ہے: مستحکم حالت اور بہترین نمو فرض کرتا ہے، ضابطے اور جگہ کو نظرانداز کرتا ہے۔
چلتی ہے: تقریباً 1011 FLOPS موٹا اندازہ بہت سی انواع پر محیط خطی پروگرامنگتب سے: 2007 Metabolic modeling of a mutualistic microbial community (2007) ماخذ
رسولی کی نشوونما اور علاج کا ردِعمل
ایک ٹھوس رسولی جسے پھیلتی آکسیجن اور غذائیت سے پلنے والا ایک مجموعہ مانا جاتا ہے، بڑھتے ہوئے پھیلاؤ والے کنارے اور بھوکے مردہ مرکز کے ساتھ، پھر اشعاع یا دواؤں کے سامنے رکھا جاتا ہے۔
وہ سوال جس کا یہ جواب دیتا ہے: رسولی کتنی تیزی سے بڑھتی ہے، اور دی گئی مقدار اسے کتنا سکیڑتی ہے؟
چھوڑ دیتا ہے: حقیقی رسولیاں مریضوں کے درمیان اور اپنے اندر مختلف ہوتی ہیں۔ ماڈل اوسط پیرامیٹرز اور سادہ ہندسی شکل استعمال کرتا ہے۔
چلتی ہے: تقریباً 1012 FLOPS موٹا اندازہ ایک تین بعدی ردعمل اور پھیلاؤ کا ماڈل، علاج کے نظام الاوقات کے ساتھ، سمیولیٹ شدہ وقت کے ہفتوں پر۔تب سے: 1972 گرینسپین، ٹھوس رسولی کے پھیلاؤ کے ذریعے بڑھنے کے ماڈل۔ ماخذ
رسولی کے خردماحول کا ارتقا
ایک جالی پر انفرادی کینسر خلیے آکسیجن اور جگہ کے لیے مقابلہ کرتے ہیں جبکہ تیزابیت کے درجے نئے فینوٹائپ کو چنتے ہیں، اس لیے رسولی بڑھتے ہوئے ارتقا کرتی ہے۔
وہ سوال جس کا یہ جواب دیتا ہے: کیا گردونواح کی بافت رسولی کو زیادہ حملہ آور خلیوں کی طرف دھکیلتی ہے؟
چھوڑ دیتا ہے: خلیے کے قواعد سادہ ہیں اور زندہ رسولیوں میں پیرامیٹر ناپنا مشکل ہے۔
چلتی ہے: تقریباً 1012 FLOPS موٹا اندازہ ایک ورک سٹیشن یا چھوٹے کلسٹر پر مہینوں کی سمیولیٹ شدہ مدت کے لیے ہائبرڈ ایجنٹ اور تسلسل کے رنز۔تب سے: 2006 Anderson اور ساتھیوں کا ماحول سے چلنے والے فینو ٹائپی ارتقا کا ہائبرڈ ڈسکریٹ کنٹینیوم ماڈل۔ ماخذ
رسولی سے پیدا ہونے والی خون کی نالیوں کی نشوونما
اینڈوتھیلیل خلیے رسولی سے خارج ہونے والے کیمیائی تدریج پر اگتے اور اوپر چڑھتے ہیں، اور شاخ دار رگوں کا نیٹ ورک بناتے ہیں جو اسے غذا فراہم کرتا ہے۔
وہ سوال جس کا یہ جواب دیتا ہے: رسولی خون کی فراہمی کیسے حاصل کرتی ہے، اور اگر سگنل بند کر دیا جائے تو کیا ہوتا ہے؟
چھوڑ دیتا ہے: نالی کا بہاؤ، از سرِ نو ڈھلنا اور اشارہ رسانی کی حقیقی کیمیا بہت سادہ کی گئی ہیں۔
چلتی ہے: تقریباً 1011 FLOPS موٹا اندازہ ورک سٹیشن پر دو یا تین جہتی کونپل کے رنز۔تب سے: 1998 Anderson اور Chaplain کے رسولی سے پیدا ہونے والی رگ سازی کے مسلسل اور ڈسکریٹ ماڈل۔ ماخذ
کینسر کی دوا کے ردعمل اور مزاحمت کی حرکیات
عام، حساس اور مزاحم کینسر خلیوں کی آبادیاں دوا کے علاج میں بدلتی ہیں، اس لیے مریض پہلے بہتر ہوتا ہے اور پھر دوبارہ بیمار ہو سکتا ہے۔
وہ سوال جس کا یہ جواب دیتا ہے: مزاحمت پیدا ہونے سے پہلے ایک دوا بیماری کو کتنی دیر قابو میں رکھے گی؟
چھوڑ دیتا ہے: صرف وہ خانے ماڈل کیے جاتے ہیں جنہیں ناپا جا سکتا ہے، اور بنیادی خلیوں کا رویہ اندازے سے لگایا جاتا ہے۔
چلتی ہے: تقریباً 108 FLOPS موٹا اندازہ مریض کے خون کی پیمائشوں پر فٹ کی گئی عام تفرقی مساواتیں۔تب سے: 2005 مائیکر اور ساتھی، دائمی میلائیڈ لیوکیمیا کی حرکیات۔ ماخذ
خون کے خلیوں کی پیداوار کی حرکیات
بنیادی خلیے، پیش رو خلیے اور بالغ خون کے خلیے تاخیر والے فیڈبیک سے جڑے ہیں، جو کنٹرول ناکام ہونے پر مستحکم تعداد یا جھولتی ہوئی تعداد پیدا کرتے ہیں۔
وہ سوال جس کا یہ جواب دیتا ہے: خون کی کچھ بیماریاں چکر کیوں کھاتی ہیں، اور عام پیداوار کیا بحال کرتا ہے؟
چھوڑ دیتا ہے: حقیقی گودے میں مکانی ساخت اور کئی خلیوں کی اقسام ہوتی ہیں جنہیں ملا دیا گیا ہے۔
چلتی ہے: تقریباً 106 FLOPS موٹا اندازہ لیپ ٹاپ پر تاخیری تفرقی مساواتیں۔تب سے: 1978 میکی، اپلاسٹک خون کی کمی اور ادواری خون سازی کے لیے ایک متحد مفروضہ۔ ماخذ
جراثیمی کالونی کی نمو اور بائیو فلم
ہر جرثومی خلیہ اپنے سائز، نمو اور مقام کے ساتھ ایک فرد کے طور پر سمیولیٹ ہوتا ہے، اور کالونی یا بائیو فلم کے اندر پھیلتی غذائیت پر پلتا ہے۔
وہ سوال جس کا یہ جواب دیتا ہے: کالونیاں اپنی شکل کیسے لیتی ہیں اور اندر کے خلیے کیسے بچتے ہیں؟
چھوڑ دیتا ہے: خلیے کا رویہ سادہ کیا گیا ہے اور حقیقی بائیو فلم میٹرکس کی کیمیا گرفت میں نہیں آتی۔
چلتی ہے: تقریباً 1011 FLOPS موٹا اندازہ ایک کلسٹر پر کئی ملین خلیوں کی فرد پر مبنی نمو۔تب سے: 1998 کریفٹ، بوتھ اور ونپینی، BacSim، جراثیم کی کالونی کی نمو کی فرد پر مبنی ماڈلنگ کا سمیولیٹر۔ ماخذ
دل
دل کے پٹھوں پر برقی لہریں اور وہ نچوڑ اور خون کا بہاؤ جو وہ چلاتی ہیں۔
وہ سوال جس کا یہ جواب دیتا ہے: کیا یہ دوا یا یہ آلہ بے قاعدہ دھڑکن کو اور بگاڑے گا؟
چھوڑ دیتا ہے: حقیقی دلوں کے درمیان انفرادی فرق کو ایک ماڈل میں سمونا اب بھی مشکل ہے۔
چلتی ہے: تقریباً 1016 FLOPS موٹا اندازہ ایک یونیورسٹی کلسٹر جو پورے دل کی برقی میکانیات کی ایک دھڑکن چلاتا ہےتب سے: 1960 نوبل کا ایک پرکنجے ریشے کے خلیے کے ایکشن پوٹینشل کا کمپیوٹر ماڈل؛ پورے دل کے ماڈل بعد میں آئے ماخذسمیولیشنز کے درخت میں: دل کے خلیے کا ماڈل
خون کا بہاؤ
خون جو شریانوں، رگوں اور اسٹنٹ اور والو جیسے آلات میں بہتا ہے۔
وہ سوال جس کا یہ جواب دیتا ہے: یہ شریان کہاں کمزور یا بند ہو سکتی ہے؟
چھوڑ دیتا ہے: نالیوں کی دیواروں کو اکثر سخت مانا جاتا ہے، جو حقیقی لچک کو چھوڑ دیتا ہے۔
چلتی ہے: تقریباً 1015 FLOPS موٹا اندازہ ایک یونیورسٹی کلسٹر جو مریض کے مخصوص شریان کے بہاؤ کی سمیولیشن چلاتا ہےتب سے: 1989 پرکٹولڈ اور ساتھیوں کا شہ رگ کے بہاؤ کا محدود عنصر کا ماڈل
سانس اور سانس کی نالیاں
شاخ دار سانس کی نالیوں میں سے گزرتی ہوا اور اس میں بہنے والے ذرات۔
وہ سوال جس کا یہ جواب دیتا ہے: سانس میں لی جانے والی دوائیں یا آلودگی آخر کہاں پہنچتی ہیں؟
چھوڑ دیتا ہے: زیادہ تر ماڈل کسی خاص شخص کے بجائے ایک مثالی سانس کی نالی کا درخت استعمال کرتے ہیں۔
چلتی ہے: تقریباً 1014 FLOPS موٹا اندازہ ایک یونیورسٹی کلسٹر جو شاخ دار سانس کی نالیوں میں ہوا کا بہاؤ سمیولیٹ کرتا ہےتب سے: 1993 شعبی (برونکیئل) درخت میں ہوا کے بہاؤ کے ابتدائی سیال حرکیات کے ماڈل
پٹھوں اور ہڈیوں کی حیاتی میکانیات
ہڈیاں، جوڑ اور پٹھے ایک جڑے میکانی نظام کے طور پر، چلتے، اٹھاتے اور گرتے ہوئے۔
وہ سوال جس کا یہ جواب دیتا ہے: کون سے پٹھے دباؤ سہتے ہیں، اور یہ امپلانٹ کس شکل کا ہو؟
چھوڑ دیتا ہے: حقیقی عضو کے اندر قوتیں بالواسطہ اندازاً لگائی جاتی ہیں، ناپی نہیں جاتیں۔
چلتی ہے: تقریباً 1012 FLOPS موٹا اندازہ ایک ڈیسک ٹاپ ورک اسٹیشن جو ایک حرکت کا عضلاتی و ہڈیوں کا ماڈل حل کرتا ہےتب سے: 1990 Delp اور ساتھیوں کے عضلاتی و ڈھانچے کی حرکت کے کمپیوٹر ماڈل
مدافعتی ردعمل
مدافعتی خلیے اور جراثیم جسم کے اندر ملتے، بڑھتے اور اشارے دیتے ہیں۔
وہ سوال جس کا یہ جواب دیتا ہے: کچھ انفیکشن کیوں ختم ہو جاتے ہیں اور کچھ دائمی ہو جاتے ہیں؟
چھوڑ دیتا ہے: حقیقی مدافعتی اشارے کسی بھی ماڈل کے پوری طرح ٹریک کرنے سے کہیں زیادہ پیچیدہ ہیں۔
چلتی ہے: تقریباً 1013 FLOPS موٹا اندازہ ایک یونیورسٹی کلسٹر جو ایجنٹوں پر مبنی مدافعتی سمیولیشن چلاتا ہےتب سے: 1992 Celada اور Seiden کا مدافعتی ردعمل کا سیلولر آٹومیٹن ماڈل
دوا کی حرکیات
ایک دوا جو جذب ہوتی ہے، جسم کے خانوں میں پھیلتی ہے، ٹوٹتی ہے اور خارج ہو جاتی ہے۔
وہ سوال جس کا یہ جواب دیتا ہے: اس عمر اور وزن کے شخص کے لیے کون سی خوراک، کتنی بار؟
چھوڑ دیتا ہے: آبادی کی اوسط کا ماڈل اس بات کو نظر انداز کر سکتا ہے کہ کوئی خاص مریض دوا کو کیسے سنبھالتا ہے۔
چلتی ہے: تقریباً 1010 FLOPS موٹا اندازہ ایک ڈیسک ٹاپ ورک اسٹیشن جو دوا کا کمپارٹمنٹل ماڈل حل کرتا ہےتب سے: 1937 Teorell کا دوا کی تقسیم کا دو خانوں والا ماڈل
کمپیوٹر کے اندر کلینیکل ٹرائلز
حقیقت پسند تغیر والے مجازی مریضوں کی آبادیاں، جنہیں حقیقی آزمائش سے پہلے یا ساتھ علاج دیا جاتا ہے۔
وہ سوال جس کا یہ جواب دیتا ہے: یہ علاج کس کی مدد کرے گا، اور کسے نقصان پہنچا سکتا ہے؟
چھوڑ دیتا ہے: ضابطہ کار اب بھی ساتھ حقیقی آزمائشیں مانگتے ہیں۔ مجازی مریض انہیں مکمل طور پر بدل نہیں سکتے۔
چلتی ہے: تقریباً 1014 FLOPS موٹا اندازہ ایک یونیورسٹی کلسٹر جو ہزاروں ورچوئل مریض چلاتا ہےتب سے: 2011 2011 تک، کسی آلے کے شواہد کے ساتھ جمع کرائے گئے ابتدائی کمپیوٹر کے اندر (in silico) ٹرائلز
دل کے ڈیجیٹل جڑواں
دل کے ماڈل جو ایک مریض کے اسکین اور سگنلز پر فٹ کیے جاتے ہیں اور یہ پیش گوئی کرنے کے لیے استعمال ہوتے ہیں کہ وہ دل کسی علاج پر کیسا ردعمل دے گا۔
وہ سوال جس کا یہ جواب دیتا ہے: اس مریض کا دل کسی خاص علاج پر کیسا ردعمل دے گا؟
چھوڑ دیتا ہے: فٹ کا معیار امیجنگ ڈیٹا پر منحصر ہے، اور بافت کی خصوصیات نتیجتاً اخذ کی جاتی ہیں۔
چلتی ہے: تقریباً 1015 FLOPS موٹا اندازہ ذاتی نوعیت کے برقی میکانکی رنز اور فٹنگتب سے: 2020 The 'Digital Twin' to enable the vision of precision cardiology (2020) ماخذ
حسی دماغی حصوں کے نیورل پیش گوئی کے ماڈل
ریکارڈ شدہ ردعمل پر تربیت یافتہ نیورل نیٹ ورک دماغ کے ایک حصے کا بدل بن جاتا ہے، اور محققین کو کمپیوٹر کے اندر (in silico) وہ محرکات آزمانے دیتا ہے جو نیورونز کو سب سے زیادہ متحرک کرتے ہیں۔
وہ سوال جس کا یہ جواب دیتا ہے: کون سا محرک کسی دیے گئے نیورون کو سب سے زیادہ چلاتا ہے؟
چھوڑ دیتا ہے: پیش گوئیوں کی حقیقی بافت پر تصدیق ضروری ہے اور وہ صرف آزمائے گئے جانوروں کا احاطہ کرتی ہیں۔
چلتی ہے: تقریباً 1016 FLOPS موٹا اندازہ ریکارڈنگز پر تربیت، پھر لامحدود ورچوئل آزمائشیںتب سے: 2019 Inception loops discover what excites neurons most using deep predictive models (2019) ماخذ
دماغی تحریک کے میدان کے ماڈل
محدود عنصر سر کے ماڈل ٹریس کرتے ہیں کہ برقیروں یا کوائلوں کا کرنٹ سر کی جلد، کھوپڑی اور دماغی بافت میں کیسے پھیلتا ہے۔
وہ سوال جس کا یہ جواب دیتا ہے: محرک کا برقی میدان دماغ میں کہاں پڑتا ہے؟
چھوڑ دیتا ہے: ٹشو کی برقی ایصالیت غیر یقینی ہے، اور عصبی ردِعمل سمیولیٹ نہیں کیا جاتا۔
چلتی ہے: تقریباً 1012 FLOPS موٹا اندازہ انفرادی سر کی میشوں پر محدود عنصر حلتب سے: 2009 Gyri-precise head model of transcranial direct current stimulation (2009) ماخذ
ورچوئل آبادی میں دوا کی نمائش کے ماڈل
پورے جسم میں دوا کی نقل و حمل کے ماڈل، جو ایک مصنوعی آبادی پر چلتے ہیں جس میں عمر، جینز اور اعضا کی کارکردگی مختلف ہوتی ہے۔
وہ سوال جس کا یہ جواب دیتا ہے: بچوں، بزرگوں اور عضو کی بیماری والے مریضوں میں دوا کی مقدار میں کتنا فرق ہوگا؟
چھوڑ دیتا ہے: ناپے گئے خامرے اور ٹرانسپورٹر کے ڈیٹا پر منحصر ہے۔
چلتی ہے: تقریباً 1011 FLOPS موٹا اندازہ ورک سٹیشن پر ہزاروں ورچوئل افرادتب سے: 2009 The Simcyp population-based ADME simulator (2009) ماخذ
آنت کے مائیکروبایوم کمیونٹی کے ماڈل
آنت میں جراثیم کی درجنوں انواع مقابلے اور باہمی کھلانے سے عمل کرتی ہیں، اور خوراک یا اینٹی بایوٹک کے خلل کے تحت ان کی کثرت وقت کے ساتھ ٹریک ہوتی ہے۔
وہ سوال جس کا یہ جواب دیتا ہے: آنت میں کون سی انواع مستحکم رہتی ہیں، اور کون سا خلل برادری کو پلٹ سکتا ہے؟
چھوڑ دیتا ہے: تعامل کی طاقتیں شور والے ڈیٹا سے اخذ کی جاتی ہیں اور نمونے کی شرائط سے باہر شاید درست نہ ہوں۔
چلتی ہے: تقریباً 1010 FLOPS موٹا اندازہ ورک اسٹیشن پر عمومی لوتکا وولٹیرا فٹنگ اور استحالی برادری کی سمیولیشن۔تب سے: 2013 Stein اور ساتھیوں کی آنتوں کے مائیکروبایوٹا کے وقتی سلسلوں کے استنباط سے ماحولیاتی ماڈلنگ۔ ماخذ
مریض کے مخصوص ماڈلوں کے ساتھ جراحی کی منصوبہ بندی
ایک اسکین کو ذاتی تشریحی ماڈل میں بدلا جاتا ہے، ایک جراحی اختیار ورچوئل طور پر لاگو کیا جاتا ہے، اور بہاؤ یا دباؤ کا حساب لگایا جاتا ہے تاکہ آپریشن سے پہلے نتائج کا موازنہ ہو سکے۔
وہ سوال جس کا یہ جواب دیتا ہے: کون سا جراحی کا متبادل اس مریض کو بہترین نتیجہ دیتا ہے؟
چھوڑ دیتا ہے: ٹشو کی خصوصیات اوسط سے فرض کی جاتی ہیں اور سرجری کے بعد کے ٹھیک ہونے کا ماڈل نہیں بنایا جاتا۔
چلتی ہے: تقریباً 1014 FLOPS موٹا اندازہ ہر امیدوار منصوبے کے لیے ایک بہاؤ یا دباؤ کا حل، ایک کلسٹر پر گھنٹے۔تب سے: 1999 Taylor اور ساتھیوں کا علاج کے فیصلوں کے لیے حسابی تکنیکوں سے پیش گو طب۔ ماخذ
دل کے والو میں سیال اور ساخت کا باہمی عمل
ایک لچکدار والو کا پٹ اور اس کے گرد بہتا خون ایک ساتھ حساب میں لائے جاتے ہیں، کیونکہ پٹ اسی بہاؤ سے کھلتا اور زور سے بند ہوتا ہے جسے وہ خود قابو کرتا ہے۔
وہ سوال جس کا یہ جواب دیتا ہے: والو کیسے کھلتا اور بند ہوتا ہے، اور بدلا ہوا والو بہاؤ کو کیسے بدلتا ہے؟
چھوڑ دیتا ہے: پتّی کے مادّے کی خصوصیات اور ارد گرد کے پٹھوں کی حرکت کو سادہ کیا گیا ہے۔
چلتی ہے: تقریباً 1015 FLOPS موٹا اندازہ ایک کلسٹر پر متحرک سرحد والے سیال حل۔تب سے: 1972 پیسکن، دل کے والووں کے گرد بہاؤ کے نمونے، جس میں ڈوبی ہوئی سرحد کا طریقہ متعارف کرایا گیا۔ ماخذ
ہڈی کی موافقت اور امپلانٹ کی تشکیلِ نو
ہڈی کے محدود عنصر ماڈل جن میں بافت وہاں شامل ہوتی ہے جہاں دباؤ زیادہ ہو اور جہاں کم ہو وہاں ہٹتی ہے، مہینوں اور برسوں میں۔
وہ سوال جس کا یہ جواب دیتا ہے: امپلانٹ کے گرد ہڈی وقت کے ساتھ کیسے بدلے گی؟
چھوڑ دیتا ہے: از سرِ نو ڈھلنے کا قاعدہ ایک ظاہراتی قانون ہے اور مریضوں کے درمیان بدلتا ہے۔
چلتی ہے: تقریباً 1011 FLOPS موٹا اندازہ ایک ورک سٹیشن پر بار بار محدود عنصر کے حل۔تب سے: 1987 ہوئسکس اور ساتھی، مصنوعی اعضا کے ڈیزائن پر لاگو کی گئی ہڈی کی موافق تجدید کی تھیوری۔ ماخذ
سرجری کے لیے پٹھوں اور ہڈیوں کے ماڈل
ٹانگ یا بازو کی ہڈیاں، جوڑ اور پٹھے اور وتر کے محرک ماڈل کیے جاتے ہیں تاکہ جراحی تبدیلی، جیسے وتر کی منتقلی، کے حرکت پر اثر کی جانچ ہو سکے۔
وہ سوال جس کا یہ جواب دیتا ہے: کیا یہ ٹینڈن منتقل کرنے سے مریض کا چلنا بہتر ہوگا؟
چھوڑ دیتا ہے: پٹھوں کی فعالیت کا اندازہ لگایا جاتا ہے، ناپا نہیں جاتا، اور اعصابی کنٹرول کو ماڈل نہیں کیا جاتا۔
چلتی ہے: تقریباً 109 FLOPS موٹا اندازہ الٹی حرکیات اور پٹھوں کی اوپٹیمائزیشن، لیپ ٹاپ پر۔تب سے: 1990 Delp اور ساتھی، ہڈیوں کی جراحی کے مطالعے کے لیے نچلے اعضا کا انٹرایکٹو گرافکس پر مبنی ماڈل۔ ماخذ
ریڈیو تھراپی کی خوراک کا حساب
فوٹون یا پروٹون مریض کے اسکین میں مونٹی کارلو نقل و حمل سے ٹریک کیے جاتے ہیں تاکہ رسولی اور صحت مند بافت تک پہنچنے والی شعاعوں کی مقدار کا حساب ہو۔
وہ سوال جس کا یہ جواب دیتا ہے: کیا منصوبہ بند شعاع رسولی تک خوراک پہنچاتی ہے اور قریبی اعضا کو بچاتی ہے؟
چھوڑ دیتا ہے: اسکین ایک لمحاتی تصویر ہے، اس لیے علاج کے دوران مریض کی حرکت اور تشریح کی تبدیلی تخمینی ہے۔
چلتی ہے: تقریباً 1013 FLOPS موٹا اندازہ ایک کلسٹر یا GPU پر ہر منصوبے کے لیے کئی ملین سے اربوں تاریخیں۔تب سے: 1988 میکی اور ساتھی، EGS مونٹی کارلو کوڈ سے بنائے گئے فوٹون توانائی کے جمع ہونے کے کرنل۔ ماخذ
امیجنگ کے لیے ورچوئل تشریحی فینٹم
تفصیلی اعضا اور دھڑکتی یا سانس لیتی حرکت والے ڈیجیٹل انسانی جسم، جو سمیولیٹ شدہ اسکینز کا موضوع بنتے ہیں تاکہ معلوم حقیقت کے مقابلے میں تصویری طریقے جانچے جا سکیں۔
وہ سوال جس کا یہ جواب دیتا ہے: کیا یہ اسکینر اور الگورتھم کسی معلوم بے قاعدگی کو دوبارہ ڈھونڈ نکال سکتے ہیں؟
چھوڑ دیتا ہے: فینٹم چند افراد پر ٹھیک بٹھایا گیا شکل کا ماڈل ہے اور تشریح کے پورے دائرے کو نہیں پکڑتا۔
چلتی ہے: تقریباً 1011 FLOPS موٹا اندازہ ایک ورک سٹیشن پر ہر اسکین کے لیے شعاع نگاری یا منتقلی کی سمیولیشن۔تب سے: 2010 سیگرس اور ساتھی، کثیر طریقہ تصویر کشی کی تحقیق کے لیے 4D XCAT نمونہ۔ ماخذ
مقناطیسی گمک کی تصویر کی سمیولیشن
مقناطیسی میدان میں نیوکلیائی اسپنوں کی طبیعیات کو ایک نبضی ترتیب کے ذریعے سمیولیٹ کیا جاتا ہے تاکہ ورچوئل جسم کے مصنوعی اسکین بنیں۔
وہ سوال جس کا یہ جواب دیتا ہے: یہ ترتیب اس ٹشو کے لیے کون سی تصویر بنائے گی؟
چھوڑ دیتا ہے: ٹشو کی تراخی (ریلیکسیشن) کی قدریں اوسط ہیں اور حرکت اور ہارڈ ویئر کی خامیاں صرف جزوی طور پر ماڈل کی جاتی ہیں۔
چلتی ہے: تقریباً 1012 FLOPS موٹا اندازہ GPU پر پورے حجم کی بلوخ مساوات کی سمیولیشن۔تب سے: 2005 Benoit-Cattin اور ساتھیوں کا SIMRI انٹرایکٹو MRI سمیولیٹر۔ ماخذ
ٹوٹی ہڈی کے جڑنے کی سمیولیشن
ٹوٹی ہڈی کے بھرنے والے خلا میں میکانکی کھچاؤ طے کرتا ہے کہ بافت کرکری ہڈی، نئی ہڈی یا ریشے دار داغ کے طور پر بنے گی۔
وہ سوال جس کا یہ جواب دیتا ہے: کیا ٹوٹی ہڈی کو جوڑنے والا یہ طریقہ ہڈی کو ٹھیک ہونے دے گا؟
چھوڑ دیتا ہے: ٹشو کی تفریق کا قاعدہ تجرباتی ہے اور خون کی فراہمی سادہ کی گئی ہے۔
چلتی ہے: تقریباً 1010 FLOPS موٹا اندازہ ورک اسٹیشن پر سمیولیٹ شدہ ہفتوں کے محدود عنصر حل۔تب سے: 1999 Claes اور Heigele، ہڈیوں کی سطحوں پر مقامی دباؤ اور کھچاؤ جو ٹوٹی ہڈی کے جڑنے کا راستہ اور قسم بتاتے ہیں۔ ماخذ
میزبان کے اندر وائرس کی حرکیات
ایک مریض کے اندر آزاد وائرس، متاثرہ خلیے اور ہدفی خلیے ٹریک کیے جاتے ہیں، اور علاج شروع کرنے کے بعد ان کی تبدیلی ظاہر کرتی ہے کہ وائرس کتنی تیزی سے بنتا اور صاف ہوتا ہے۔
وہ سوال جس کا یہ جواب دیتا ہے: وائرس انسان کے اندر کتنی تیزی سے بڑھتا ہے، اور علاج کیا بدلتا ہے؟
چھوڑ دیتا ہے: ٹشو کی ساخت اور خون کے علاوہ انفیکشن کے مقامات ظاہر نہیں کیے جاتے۔
چلتی ہے: تقریباً 107 FLOPS موٹا اندازہ چند باہم جڑی تفرقی مساواتیں جو مریض کے وقتی ڈیٹا پر فٹ کی گئی ہیں۔تب سے: 1996 پیرلسن اور ساتھی، جسم کے اندر HIV 1 کی حرکیات۔ ماخذ
اسکینز سے کورونری فلو ریزرو
دل کے اسکین سے کورونری شریانوں میں خون کا بہاؤ حساب کیا جاتا ہے تاکہ اندازہ ہو کہ تنگی بہاؤ کو اتنا روکتی ہے کہ اسٹنٹ چاہیے۔
وہ سوال جس کا یہ جواب دیتا ہے: کیا یہ تنگی دل کے پٹھوں کو خون سے محروم کرنے کے لیے کافی ہے؟
چھوڑ دیتا ہے: چھوٹی رگوں پر سرحدی شرائط مریض سے ناپی نہیں جاتیں بلکہ اندازاً لگائی جاتی ہیں۔
چلتی ہے: تقریباً 1014 FLOPS موٹا اندازہ ایک کلسٹر پر ہر اسکین کے لیے مریض کے مخصوص بہاؤ کا ایک حل۔تب سے: 2013 Taylor اور ساتھیوں کا دل کے سی ٹی پر CFD کا اطلاق، تاکہ بغیر چیر پھاڑ کے جزوی بہاؤ کے ذخیرے کی مقدار نکالی جائے۔ ماخذ
کوکلیا کی میکانیات
اندرونی کان کے سیال میں آواز کی لہریں کوکلیا کے اندر ارتعاش کرتی جھلی سے جڑی ہوتی ہیں، اور وہ سفری لہر پیدا کرتی ہیں جو سُروں کو الگ کرتی ہے۔
وہ سوال جس کا یہ جواب دیتا ہے: کان آواز کو جگہ کے حساب سے کوڈ کیے گئے سگنل میں کیسے بدلتا ہے؟
چھوڑ دیتا ہے: بالوں والے خلیوں کی فعال افزونی کو تخمینی فیڈبیک سے دکھایا جاتا ہے۔
چلتی ہے: تقریباً 1010 FLOPS موٹا اندازہ ورک اسٹیشن پر کوکلیا کے سیال کے محدود فرق حل۔تب سے: 1981 نیلی، کان کے کوکلیا کے دو جہتی ماڈل کا محدود فرق کا حل۔ ماخذ
پورے جسم کی مربوط فعلیات
بلڈ پریشر، گردہ، سیال کا توازن اور ہارمون گردش اور اس کے انضباط کے ایک ماڈل میں جڑے ہیں۔
وہ سوال جس کا یہ جواب دیتا ہے: جسم بلڈ پریشر کو کیسے منظم کرتا ہے، اور جب ایک عضو ناکام ہو جائے تو کیا ہوتا ہے؟
چھوڑ دیتا ہے: ہر عضو ایک سمٹا ہوا خانہ ہے اور خلیاتی تفصیل غائب ہے۔
چلتی ہے: تقریباً 106 FLOPS موٹا اندازہ سینکڑوں تفرقی مساوات ایک لیپ ٹاپ پر۔تب سے: 1972 گائٹن، کولمین اور گرینجر، گردشِ خون: مجموعی ضابطہ۔ ماخذ
حیاتی حرارت کی منتقلی اور ہائپرتھرمیا
بافت میں حرارت کا ایصال، جس میں خون کا بہاؤ حرارت کو لے جاتا ہے، تاکہ بخار، گرمی کے دباؤ یا حرارت سے کیے جانے والے کینسر کے علاج کے دوران درجہ حرارت کی پیش گوئی کی جا سکے۔
وہ سوال جس کا یہ جواب دیتا ہے: بافت کتنی گرم ہوتی ہے اور حرارت کتنی گہرائی تک جاتی ہے؟
چھوڑ دیتا ہے: بافت میں خون کی رسانی (پرفیوژن) کو یکساں حرارت جذب کرنے والا مانا جاتا ہے۔
چلتی ہے: تقریباً 109 FLOPS موٹا اندازہ ورک اسٹیشن پر محدود عنصر حرارتی حل۔تب سے: 1948 پینس، آرام کی حالت میں انسانی ساعد کی بافتوں اور شریانی خون کے درجہ حرارت کا تجزیہ۔ ماخذ
گردے کے نیفرون میں نقل و حمل کے ماڈل
گردے کے حلقوں اور نالیوں میں سے گزرتا پانی، نمک اور یوریا، جو جڑے ہوئے بہاؤ کی طرح حل کیے جاتے ہیں تاکہ دکھایا جائے کہ پیشاب کیسے گاڑھا ہوتا ہے۔
وہ سوال جس کا یہ جواب دیتا ہے: نلکیوں کی الٹے بہاؤ والی ترتیب گردے کو پیشاب گاڑھا کرنے کے قابل کیسے بناتی ہے؟
چھوڑ دیتا ہے: نالیوں کی خصوصیات اور تین جہتی ترتیب چند انواع میں ناپی گئی ہیں، اس لیے پیرامیٹر جانوروں سے آگے بڑھا کر لیے جاتے ہیں۔
چلتی ہے: تقریباً 109 FLOPS موٹا اندازہ ایک ورک سٹیشن پر منٹوں سے گھنٹوں تک۔تب سے: 1966 Stephenson کا گردے کے مخالف سمت بہاؤ کے نظاموں میں ارتکاز کا تجزیہ۔ ماخذ
آواز کی تاروں اور آواز پیدا کرنے کے ماڈل
آواز کی تاریں بطور اسپرنگ پر لگی کمیتیں، جنھیں پھیپھڑوں سے آنے والی ہوا چلاتی ہے، گلے اور منہ کی شکل سے جڑی ہوئی، تاکہ آواز دار صوت پیدا ہو۔
وہ سوال جس کا یہ جواب دیتا ہے: تاروں کی کون سی طبعی ترتیبیں صاف، ہوا دار یا کھردری آواز بناتی ہیں؟
چھوڑ دیتا ہے: تہوں کو چند کمیتوں تک گھٹا دیا جاتا ہے، اس لیے ٹشو کی تہیں اور مکمل تین جہتی ہوا کا بہاؤ پکڑ میں نہیں آتے۔
چلتی ہے: تقریباً 108 FLOPS موٹا اندازہ مجہور آواز کے ہر جملے کے لیے سیکنڈوں سے منٹوں تک۔تب سے: 1972 ایشیزاکا اور فلینیگن کا مجہور آوازیں بنانے کے لیے صوتی تاروں کا دو کمیتی ماڈل۔ ماخذ
سرکیڈین (روزانہ جسمانی) گھڑی کے ماڈل
جسمانی گھڑی کی نمائندگی کرنے والے جڑے ہوئے اوسیلیٹر روشنی اور آرام کے وقت پر ردعمل دیتے ہیں، اور پیش گوئی کرتے ہیں کہ نیند اور چوکسی شیڈول یا سفر بدلنے سے کیسے بدلتی ہے۔
وہ سوال جس کا یہ جواب دیتا ہے: پرواز یا شفٹ کی تبدیلی کے بعد جسم کی گھڑی کو ایڈجسٹ ہونے میں کتنا وقت لگتا ہے؟
چھوڑ دیتا ہے: چند اوسیلیٹر نیورونز کے پورے نیٹ ورک کی جگہ لیتے ہیں، اور لوگوں میں گھڑی کے دور اور روشنی کی حساسیت میں بہت فرق ہوتا ہے۔
چلتی ہے: تقریباً 105 FLOPS موٹا اندازہ لیپ ٹاپ پر سیکنڈ۔تب سے: 1982 کرونوئر اور ساتھیوں کا انسانی شبانہ روزی نظام کا ریاضیاتی ماڈل جس میں دو ایک دوسرے سے جڑے ارتعاش گر ہیں۔ ماخذ
خانوں والے وبائی ماڈل
ایک آبادی جو متاثر پذیر، متاثرہ اور صحت یاب میں بٹی ہے، اور ان کے درمیان شرحیں بہتی ہیں۔
وہ سوال جس کا یہ جواب دیتا ہے: یہ وبا کتنی بڑی ہو جائے گی، اور اس کی چوٹی کب آئے گی؟
چھوڑ دیتا ہے: یکساں اختلاط فرض کرتا ہے، جس میں ہر شخص ہر دوسرے سے ایک ہی شرح پر ملتا ہے، جو حقیقی رابطے کے نمونے پورا نہیں کرتے۔
چلتی ہے: تقریباً 109 FLOPS موٹا اندازہ ایک لیپ ٹاپ جو چند باہم جڑی وبائی مساواتیں حل کرتا ہےتب سے: 1927 کرمیک اور میک کینڈرک کی بند وبا کے لیے مساواتیں
ایجنٹوں پر مبنی وبائیں
پورے شہر یا ملک کی ایک مصنوعی آبادی، جس کا ہر شخص گھرانے، اسکول یا کام کی جگہ اور ان رابطوں کے ساتھ ہے جن پر بیماری پھیلتی ہے۔
وہ سوال جس کا یہ جواب دیتا ہے: کون سے اقدامات سب سے کم لاگت پر پھیلاؤ کو سب سے زیادہ سست کرتے ہیں؟
چھوڑ دیتا ہے: گھرانوں، اسکولوں اور کام کی جگہوں کا تفصیلی ڈیٹا چاہیے جو کئی ملکوں کے پاس نہیں۔
چلتی ہے: تقریباً 1016 FLOPS موٹا اندازہ ایک یونیورسٹی کلسٹر جو ملکی پیمانے کی مصنوعی آبادی سمیولیٹ کرتا ہےتب سے: 2005 لونگینی، فرگوسن اور ساتھیوں کے ایجنٹ پر مبنی انفلوئنزا وبا کے ماڈل
جراثیم کا ارتقا
ایک وائرس یا جراثیم میں تبدیلیاں ظاہر ہوتی اور پھیلتی ہیں جب وہ میزبانوں کے درمیان جاتا ہے۔
وہ سوال جس کا یہ جواب دیتا ہے: اس دوا کے خلاف مزاحمت کتنی تیزی سے پیدا ہو سکتی ہے؟
چھوڑ دیتا ہے: حقیقی تبدیلی اور موزونیت کے منظر چند جینی مقامات سے کہیں زیادہ پیچیدہ ہیں۔
چلتی ہے: تقریباً 1012 FLOPS موٹا اندازہ ایک ڈیسک ٹاپ ورک اسٹیشن جو دوا کے خلاف مزاحمت کا ارتقا سمیولیٹ کرتا ہےتب سے: 1990 HIV میں دوا کے خلاف مزاحمت کے ارتقا کے ابتدائی امکانی ماڈل
بیماری کے بوجھ اور صحت کی معاشی ماڈلنگ
ایک بیماری اور اس کے علاج، جنہیں بیماری، معذوری، لاگت اور موت کے امکانات کے طور پر دیکھا جاتا ہے، تاکہ موازنہ ہو کہ کون سی صحت کی مداخلتیں فی پاؤنڈ خرچ سب سے زیادہ فائدہ دیتی ہیں۔
وہ سوال جس کا یہ جواب دیتا ہے: کون سا علاج یا پروگرام رقم کے بدلے صحت مند زندگی کے سب سے زیادہ سال دیتا ہے؟
چھوڑ دیتا ہے: زندگی یا تکلیف کے ایک سال کو عدد دینا ایک قدری فیصلہ ہے جو حساب کے طور پر پیش کیا جاتا ہے۔
چلتی ہے: تقریباً 1011 FLOPS موٹا اندازہ ایک ڈیسک ٹاپ ورک اسٹیشن جو کوہورٹ کی لاگت کی افادیت کا ماڈل چلاتا ہےتب سے: 1993 عالمی بینک کی معذوری سے ایڈجسٹ شدہ سالِ زندگی پر مبنی بیماریوں کے بوجھ کی عالمی تحقیق
وبا کی جینومی وبائیات
وبا کے دوران لیے گئے جراثیم کے جینوم، جو انفیکشنوں کا شجرۂ نسب بنانے اور یہ اندازہ لگانے کے لیے استعمال ہوتے ہیں کہ غالباً کس نے کس کو متاثر کیا اور یہ کتنی تیزی سے بڑھ رہی ہے۔
وہ سوال جس کا یہ جواب دیتا ہے: یہ وبا اصل میں کیسے پھیل رہی ہے، اس سے پرے جو اکیلی رابطوں کی کھوج دیکھ سکتی ہے؟
چھوڑ دیتا ہے: درخت میں صرف وہ کیسز آتے ہیں جن کی ترتیب نکالی جاتی ہے، اس لیے ایک کم یا یک طرفہ نمونہ گمراہ کر سکتا ہے۔
چلتی ہے: تقریباً 1013 FLOPS موٹا اندازہ ایک یونیورسٹی کلسٹر جو ہزاروں جینوموں سے درخت بناتا ہےتب سے: 2013 مغربی افریقہ میں ایبولا کی وبا کی حقیقی وقتی جینومی نگرانی
ماحولیاتی اور کیمیائی نمائش کے خطرے کی تشخیص
کسی آبادی کا کسی آلودگی، خوراک کی ملاوٹ یا تابکاری کی مقدار سے سامنا کیسے نقصان کے امکان میں بدلتا ہے، ڈیٹا کی غیر یقینی کی پوری حد پر چلایا گیا۔
وہ سوال جس کا یہ جواب دیتا ہے: اس کیمیکل کی کتنی مقدار پوری آبادی کے لیے محفوظ ہے؟
چھوڑ دیتا ہے: جانوروں میں زیادہ ٹیسٹ خوراکوں سے انسانوں میں کم خوراکوں کا اندازہ لگانا ایک مستقل فیصلے کا معاملہ ہے۔
چلتی ہے: تقریباً 1011 FLOPS موٹا اندازہ ایک ڈیسک ٹاپ ورک اسٹیشن جو مونٹی کارلو خوراک اور ردعمل کا ماڈل چلاتا ہےتب سے: 1983 US National Research Council کا کیمیائی خطرے کے تخمینے کا فریم ورک
نقل و حرکت کے نیٹ ورک کے وبائی ماڈل
بیماری کا پھیلاؤ شہروں کے عالمی نیٹ ورک پر سمیولیٹ کیا جاتا ہے جو آمد و رفت اور ہوائی سفر کے ڈیٹا سے جڑے ہیں۔
وہ سوال جس کا یہ جواب دیتا ہے: وبا دوسرے علاقوں اور ملکوں تک کتنی تیزی سے پہنچے گی؟
چھوڑ دیتا ہے: ہر شہر کے اندر ملاپ کو سادہ کیا گیا ہے، اور رویے کی تبدیلی کو ماڈل نہیں کیا گیا۔
چلتی ہے: تقریباً 1012 FLOPS موٹا اندازہ ہزاروں ذیلی آبادیوں پر امکانی رنزتب سے: 2009 Multiscale mobility networks and the spatial spreading of infectious diseases (2009) ماخذ
فرد پر مبنی ملیریا کے ماڈل
سمیولیٹ شدہ لوگ، مچھر اور طفیلیے جسم کے اندر انفیکشن اور پھیلاؤ کا سراغ لگاتے ہیں تاکہ کنٹرول کی حکمت عملیاں آزمائی جائیں۔
وہ سوال جس کا یہ جواب دیتا ہے: جالوں، دواؤں اور ویکسینوں کا کون سا مرکب ملیریا کی ترسیل کم کرے گا؟
چھوڑ دیتا ہے: مچھر کی ماحولیات اور مقامی صحت کے نظاموں کو موٹے طور پر ماڈل کیا گیا ہے۔
چلتی ہے: تقریباً 1013 FLOPS موٹا اندازہ ایک سمیولیٹ شدہ گاؤں کے بہت سے امکانی (سٹاکسٹک) رنزتب سے: 2008 Towards a comprehensive simulation model of malaria epidemiology and control (2008) ماخذ
منظرنامے کی ماڈلنگ کے مراکز
کئی ماڈلنگ ٹیمیں ویکسین یا اقسام کے بارے میں وہی اگر مگر مفروضے چلاتی ہیں، اور پیش گوئیاں ایک مجموعے میں ملائی جاتی ہیں۔
وہ سوال جس کا یہ جواب دیتا ہے: ہر پالیسی یا قسم کے مفروضے سے مستقبل کا کون سا دائرہ نکلتا ہے؟
چھوڑ دیتا ہے: منظرنامے مشروط ہیں، جو ہوگا اس کی پیش گوئی نہیں۔
چلتی ہے: تقریباً 1012 FLOPS موٹا اندازہ وبائی ماڈلوں کا کئی ٹیموں کا مجموعہتب سے: 2020 US COVID-19 Scenario Modeling Hub، دسمبر 2020 سے ماخذ
ڈیجیٹل رابطوں کے سراغ کے ماڈل
ایپ پر مبنی سراغ رسانی کے مرحلے والے ترسیلی ماڈل اندازہ لگاتے ہیں کہ پھیلاؤ روکنے کے لیے سراغ رسانی اور تنہائی کتنی تیز ہونی چاہیے۔
وہ سوال جس کا یہ جواب دیتا ہے: وبا کو قابو میں لانے کے لیے رابطوں کا کتنی جلدی پتا لگانا ہوگا؟
چھوڑ دیتا ہے: اپنانے اور عمل کرنے کی شرحیں فرض کی ہوئی قدریں ہیں۔
چلتی ہے: تقریباً 109 FLOPS موٹا اندازہ شاخی عمل یا ایجنٹ رنزتب سے: 2020 Quantifying SARS-CoV-2 transmission suggests epidemic control with digital contact tracing (2020) ماخذ
جراثیم کش دواؤں کے خلاف مزاحمت کا پھیلاؤ
حساس اور مزاحم جراثیم مریضوں کے اندر مقابلہ کرتے ہیں اور ان کے درمیان پھیلتے ہیں، مختلف اینٹی بائیوٹک پالیسیوں کے تحت، جیسے باری باری، ملا کر یا مشترکہ علاج۔
وہ سوال جس کا یہ جواب دیتا ہے: کون سی علاج کی پالیسی مزاحم انفیکشنز کے بڑھنے کو سست کرتی ہے؟
چھوڑ دیتا ہے: مزاحمت کی لاگت اور پھیلاؤ کی شرحیں کم ناپی گئی ہیں، اور نتائج ان پر منحصر ہیں۔
چلتی ہے: تقریباً 109 FLOPS موٹا اندازہ لیپ ٹاپ پر خانوں اور افراد پر مبنی ہسپتال کے ماڈل۔تب سے: 1997 Bonhoeffer، Lipsitch اور Levin، اینٹی بایوٹک مزاحمت روکنے کے لیے علاج کے پروٹوکولوں کی جانچ۔ ماخذ
ملیریا کے پھیلاؤ اور مداخلت کے ماڈل
مچھر کا کاٹنا، طفیلیے کی نشوونما، انسانی قوتِ مدافعت اور مداخلتیں جیسے مچھر دانیاں یا ویکسین ایک گاؤں یا ملک میں ایک ساتھ سمیولیٹ کی جاتی ہیں۔
وہ سوال جس کا یہ جواب دیتا ہے: کنٹرولز کا کون سا امتزاج ملیریا کو کم یا ختم کر سکتا ہے؟
چھوڑ دیتا ہے: مچھر کی ماحولیات اور مقامی انسانی رویے کو کم ناپا گیا ہے۔
چلتی ہے: تقریباً 1011 FLOPS موٹا اندازہ ایک کلسٹر پر کئی دہائیوں کے لیے ایک ملک کی فرد پر مبنی سمیولیشن۔تب سے: 2008 Smith اور ساتھیوں کا ملیریا کی وبائیات اور کنٹرول کے ایک جامع سمیولیشن ماڈل کی طرف کام۔ ماخذ
اندرونی ہوا سے منتقلی کی سمیولیشن
سانس لینا، کھانسنا اور بولنا کمرے میں قطرے اور ایروسول چھوڑتے ہیں، اور سیال حرکیات کا سراغ لیتی ہے کہ وہ کہاں جاتے ہیں اور دوسرا شخص کتنا سانس میں لیتا ہے۔
وہ سوال جس کا یہ جواب دیتا ہے: سانس سے خارج ہونے والا وائرس کتنی دور جاتا ہے، اور ماسک یا ہوا کی آمدورفت سے خطرہ کتنا کم ہوتا ہے؟
چھوڑ دیتا ہے: متعدی خوراک اور کمرے کے حقیقی حالات کسی بھی سمیولیشن کی ترتیب کے فرض سے کہیں زیادہ مختلف ہوتے ہیں۔
چلتی ہے: تقریباً 1014 FLOPS موٹا اندازہ ایک کلسٹر پر ذرّات کے سراغ کے ساتھ کمرے کی بڑے بھنور کی سمیولیشن۔تب سے: 2020 مٹل، نی اور سیو، کووڈ 19 کی بہاؤ کی طبیعیات، سانس کے بہاؤ پر کمپیوٹیشنل مطالعات کا جائزہ۔ ماخذ
تمباکو کنٹرول کی پالیسی کی سمیولیشن
کسی ملک میں سگریٹ نوشی کے آغاز، ترک اور اموات کا ٹیکسوں، پابندیوں اور مہموں کے تحت اندازہ لگایا جاتا ہے، جس سے رواج میں تبدیلی اور بچائی گئی جانیں سامنے آتی ہیں۔
وہ سوال جس کا یہ جواب دیتا ہے: کوئی ٹیکس یا تمباکو نوشی کی پابندی کتنی جانیں بچائے گی؟
چھوڑ دیتا ہے: پالیسی کے اثرات ماضی کے شواہد سے لیے جاتے ہیں اور نئی ترتیبوں پر منتقل نہیں ہو سکتے۔
چلتی ہے: تقریباً 106 FLOPS موٹا اندازہ ایک لیپ ٹاپ پر آبادی کی پیش گوئی کا ماڈل۔تب سے: 2000 لیوی، کمنگز اور ہائی لینڈ، نوجوانوں کے آغاز کی پالیسیوں کے سگریٹ کے مجموعی استعمال پر اثرات کی سمیولیشن۔ ماخذ
ویکسین کی تقسیم کی بہتر سازی
ایک وبائی ماڈل کو ایک آپٹیمائزر سے جوڑا جاتا ہے جو چنتا ہے کہ کون سے عمر یا خطرے کے گروہوں کو قلیل ویکسین پہلے ملے۔
وہ سوال جس کا یہ جواب دیتا ہے: سب سے زیادہ جانیں بچانے کے لیے سب سے پہلے کسے ویکسین لگنی چاہیے؟
چھوڑ دیتا ہے: رابطے کے نمونے اور ویکسین کی اثر انگیزی غیر یقینی ہیں، اور بہترین گروہ مقصد پر منحصر ہے۔
چلتی ہے: تقریباً 108 FLOPS موٹا اندازہ ایک ورک سٹیشن پر بہت سے وبائی رنز پر بہتر سازی۔تب سے: 2009 میڈلوک اور گالوانی، انفلوئنزا کی ویکسین کی تقسیم کو بہتر بنانا۔ ماخذ
ورچوئل امیجنگ آزمائشیں
سمیولیٹ شدہ مریض، اسکینر اور پڑھنے والے حقیقی لوگوں کو شامل کیے بغیر تصویر کشی کی ٹیکنالوجیوں کا موازنہ کرنے کے لیے استعمال ہوتے ہیں۔
وہ سوال جس کا یہ جواب دیتا ہے: کیا ایک نیا امیجنگ آلہ کینسر اتنی اچھی طرح ڈھونڈتا ہے جتنا موجودہ آلہ؟
چھوڑ دیتا ہے: ورچوئل گھاؤ اور پڑھنے والے ماڈل ہیں جو حقیقی طبی تنوع کو چھوڑ سکتے ہیں۔
چلتی ہے: تقریباً 1013 FLOPS موٹا اندازہ کلسٹر پر ہزاروں سمیولیٹ تصاویر۔تب سے: 2018 Badano اور ساتھیوں کا ڈیجیٹل بریسٹ ٹوموسنتھیسس بمقابلہ فل فیلڈ میموگرافی کا کمپیوٹر کے اندر (in silico) امیجنگ ٹرائل۔ ماخذ
رابطے کے نیٹ ورکوں پر وبائیں
بیماری ایک نیٹ ورک کے نوڈز کے درمیان پھیلتی ہے جس کی درجہ تقسیم بہت غیر ہموار ہو سکتی ہے، اور نتیجہ مراکز پر منحصر ہے۔
وہ سوال جس کا یہ جواب دیتا ہے: منتقلی کی کس سطح پر ایک وبا مراکز والے نیٹ ورک پر پھیلنا شروع کرتی ہے؟
چھوڑ دیتا ہے: حقیقی رابطوں کے نیٹ ورک وقت کے ساتھ بدلتے ہیں اور صرف جزوی طور پر نظر آتے ہیں۔
چلتی ہے: تقریباً 107 FLOPS موٹا اندازہ ایک ورک سٹیشن پر دس لاکھ نوڈ کے نیٹ ورکوں پر مونٹی کارلو پھیلاؤ۔تب سے: 2001 پاسٹور ساتراس اور ویسپگنانی، پیمانے سے آزاد نیٹ ورکوں میں وبا کا پھیلاؤ۔ ماخذ
مچھروں کی آبادی کی حرکیات
بیماری لے جانے والے مچھر کے انڈے، لاروا، پیوپا اور بالغ مقامی درجۂ حرارت اور بارش کے تحت برتنوں میں پروان چڑھتے ہیں، اور کاٹنے والوں کی تعداد دیتے ہیں۔
وہ سوال جس کا یہ جواب دیتا ہے: اگلے موسم میں کتنے مچھر ہوں گے، اور افزائش کی جگہیں ہٹانے سے کیا فرق پڑتا ہے؟
چھوڑ دیتا ہے: افزائشی مقامات گننا مشکل ہے اور گلی گلی بدلتے ہیں۔
چلتی ہے: تقریباً 107 FLOPS موٹا اندازہ لیپ ٹاپ پر زندگی کی جدول کی سمیولیشن۔تب سے: 1993 Focks اور ساتھی، Aedes aegypti کے لیے حرکی عمری جدول کا ماڈل۔ ماخذ
کینسر کی اسکریننگ کی مائیکرو سمیولیشن
کینسر کی قدرتی روش کے ساتھ انفرادی زندگی کی تاریخوں کو سکریننگ کے ساتھ اور اس کے بغیر سمیولیٹ کیا جاتا ہے تاکہ پکڑے گئے کیسز اور روکی گئی اموات کا اندازہ لگایا جا سکے۔
وہ سوال جس کا یہ جواب دیتا ہے: ایک سکریننگ پروگرام کتنی اموات روکتا ہے، اور زیادہ تشخیص کی کس قیمت پر؟
چھوڑ دیتا ہے: کینسر کے ابتدائی، غیر مشاہدہ شدہ سفر کو فرض کرنا پڑتا ہے۔
چلتی ہے: تقریباً 109 FLOPS موٹا اندازہ ایک ورک سٹیشن پر کئی ملین سمیولیٹ شدہ زندگیاں۔تب سے: 1985 ہبیما اور ساتھی، سکریننگ کی جانچ کے لیے MISCAN سمیولیشن پروگرام۔ ماخذ
موٹاپے اور خوراک کے ایجنٹ پر مبنی ماڈل
وزن، آمدنی اور پڑوسیوں والے ایجنٹ کھاتے اور حرکت کرتے ہیں، اور آبادی میں جسمانی وزن کا پھیلاؤ خوراک کی قیمت یا پالیسی میں تبدیلی سے بدلتا ہے۔
وہ سوال جس کا یہ جواب دیتا ہے: کون سی مداخلتیں دہائیوں میں آبادی کے وزن کو موڑتی ہیں؟
چھوڑ دیتا ہے: رویے کو چند قواعد تک گھٹایا گیا ہے اور طویل مدتی شواہد کم ہیں۔
چلتی ہے: تقریباً 108 FLOPS موٹا اندازہ ایک ورک سٹیشن پر آبادی کی ایجنٹ پر مبنی سمیولیشن۔تب سے: 2007 ہیمنڈ اور ایپسٹین، موٹاپے کی وبا میں قیمت سے آزاد طریقوں کی کھوج۔ ماخذ
اعضا کی تقسیم کی پالیسی کی سمیولیشن
ٹرانسپلانٹ کی انتظار کی فہرست کے مریض، آنے والے عطیہ کردہ اعضا اور تقسیم کے قاعدے سمیولیٹ کیے جاتے ہیں تاکہ انتظار کا وقت اور بقا کا موازنہ ہو۔
وہ سوال جس کا یہ جواب دیتا ہے: کون سا تقسیم کا قاعدہ سب سے زیادہ سالِ زندگی اور سب سے منصفانہ انتظار دیتا ہے؟
چھوڑ دیتا ہے: عضو کا معیار اور مریضوں اور مراکز کے فیصلوں کو سادہ کیا گیا ہے۔
چلتی ہے: تقریباً 108 FLOPS موٹا اندازہ لیپ ٹاپ پر انتظار کی فہرستوں کے برسوں کی واقعہ سمیولیشن۔تب سے: 2000 Zenios, Chertow اور Wein کا پیوند کاری کی انتظار فہرست میں امیدواروں کو گردوں کی حرکی تقسیم۔ ماخذ
ایمبولینس اور فائر اسٹیشن کی تعیناتی کے ماڈل
ہنگامی کالیں بے ترتیب آتی ہیں، یونٹس روانہ ہوتے ہیں، اور قطار ماڈل ہر مقام اور ضلعی ترتیب کے لیے ردعمل کا وقت دیتا ہے۔
وہ سوال جس کا یہ جواب دیتا ہے: اسٹیشن اور یونٹ کہاں رکھے جائیں تاکہ جواب کا وقت گھٹے؟
چھوڑ دیتا ہے: سفر کے اوقات اور طلب کا اصل پھیلاؤ فرض کیے جاتے ہیں۔
چلتی ہے: تقریباً 107 FLOPS موٹا اندازہ ایک لیپ ٹاپ پر قطار اور مونٹی کارلو۔تب سے: 1974 لارسن، شہری ہنگامی خدمات میں سہولتوں کے مقام اور حلقوں کی از سرِ نو تقسیم کے لیے ہائپر کیوب قطار کا ماڈل۔ ماخذ
مصنوعی مریضوں کے ریکارڈ کی تخلیق
مصنوعی لوگوں کو شائع شدہ طبی قواعد سے بیماریاں، علاج اور ملاقاتیں دی جاتی ہیں، تاکہ حقیقت پسندانہ صحت کے ریکارڈ بنیں جن میں کوئی حقیقی شخص نہ ہو۔
وہ سوال جس کا یہ جواب دیتا ہے: کیا سافٹ ویئر اور تجزیات کو حقیقت پسندانہ ریکارڈ پر کسی کا ڈیٹا ظاہر کیے بغیر جانچا جا سکتا ہے؟
چھوڑ دیتا ہے: ریکارڈ میں صرف وہ نمونے ہیں جو جنریٹر میں ڈالے گئے، اس لیے نایاب بیماریاں اور علاج کے اصل راستے کم نمائندگی پاتے ہیں۔
چلتی ہے: تقریباً 1010 FLOPS موٹا اندازہ ایک لیپ ٹاپ کے پیمانے کا رن، دس لاکھ مریضوں کے لیے۔تب سے: 2010 Buczak اور ساتھیوں کا مصنوعی برقی طبی ریکارڈ بنانے کا ڈیٹا پر مبنی طریقہ۔ ماخذ
پیش گوئی کرنے والی زہریات
کسی امیدوار دوا کے ڈھانچے کا موازنہ معلوم زہریلے مالیکیولوں کے ڈیٹا بیس سے، یا لیبارٹری اور جانوروں کے ڈیٹا پر تربیت یافتہ ماڈلوں سے گزارنا، اس سے پہلے کہ وہ کبھی بنائی جائے۔
وہ سوال جس کا یہ جواب دیتا ہے: کیا یہ سالمہ ہمارے اسے بنانے سے پہلے جگر، دل یا جینز کو نقصان پہنچانے کا امکان رکھتا ہے؟
چھوڑ دیتا ہے: پیش گوئیاں اتنی ہی قابلِ اعتماد ہیں جتنے ماضی کے زہریلے سالمے جن پر ماڈل کو تربیت دی گئی، اور حیاتیاتی استثنا سامنے آتے رہتے ہیں۔
چلتی ہے: تقریباً 1013 FLOPS موٹا اندازہ ایک یونیورسٹی کلسٹر جو ایک تربیت یافتہ زہریلے پن کی پیش گوئی کا ماڈل چلاتا ہےتب سے: 2000 دواؤں کی زہریلے پن کی چھانٹی کے لیے استعمال ہونے والے ابتدائی ساخت اور سرگرمی کے تعلق کے ماڈل
دوا کے اثر کی حرکیاتی ماڈلنگ
ہدف پر دوا کا ارتکاز جسم پر اثر میں کیسے بدلتا ہے، ریسیپٹر سے جڑنے سے لے کر ناپی گئی علامت یا بایو مارکر تک۔
وہ سوال جس کا یہ جواب دیتا ہے: دی گئی خوراک اصل میں کتنا اثر کرے گی، اور کتنی دیر؟
چھوڑ دیتا ہے: ایک صاف ارتکاز اور اثر کا تعلق فرض کرتا ہے جسے برداشت اور بیماری کی پیش رفت بگاڑ سکتی ہیں۔
چلتی ہے: تقریباً 1010 FLOPS موٹا اندازہ ایک ڈیسک ٹاپ ورک اسٹیشن جو باہم جڑی چند اثری مساواتیں حل کرتا ہےتب سے: 1968 دوا کی مقدار کو اثر سے جوڑنے والے ابتدائی ریسیپٹر قبضے کے ماڈل
کلینیکل ٹرائل کے ڈیزائن کی سمیولیشن
فرضی مریضوں کی تبدیلی اور دوا کے اثرات کے مقابل ہزاروں فرضی آزمائشیں چلائی جاتی ہیں، تاکہ آزمائش کا سائز، مدت اور جلد روکنے کے قواعد چنے جا سکیں۔
وہ سوال جس کا یہ جواب دیتا ہے: اس آزمائش کو اصل میں کتنے مریض چاہییں، اور اسے محفوظ طریقے سے کب روکا جا سکتا ہے؟
چھوڑ دیتا ہے: سمیولیٹ آزمائش اتنی ہی حقیقت پسند ہے جتنے وہ مفروضے جو مریض کے ردِعمل کے بارے میں اسے دیے جائیں۔
چلتی ہے: تقریباً 1012 FLOPS موٹا اندازہ ایک چھوٹا کلسٹر جو ہزاروں سمیولیٹ شدہ آزمائشی نقلیں چلاتا ہےتب سے: 1994 اطباقی طبی آزمائش کے ڈیزائنوں کی منصوبہ بندی کے لیے استعمال ہونے والے ابتدائی سمیولیشن مطالعے
دوا کے نئے استعمال کے نیٹ ورک ماڈل
دوائیں، جین، پروٹین اور بیماریاں ایک بڑے نیٹ ورک میں جڑے ہیں، اور موجودہ دواؤں کو تلاش کیا جاتا ہے جن کے معلوم روابط غیر متوقع نئے استعمال کی طرف اشارہ کرتے ہیں۔
وہ سوال جس کا یہ جواب دیتا ہے: کیا ایک بیماری کے لیے منظور شدہ دوا دوسری کا بھی علاج کر سکتی ہے؟
چھوڑ دیتا ہے: نیٹ ورک کا ایک رابطہ اشارہ ہے، ثبوت نہیں؛ تجویز کردہ زیادہ تر نئے استعمال جانچ پر پھر بھی ناکام ہوتے ہیں۔
چلتی ہے: تقریباً 1012 FLOPS موٹا اندازہ ایک ڈیسک ٹاپ ورک اسٹیشن جو دوا، جین اور بیماری کے بڑے نیٹ ورک میں تلاش کرتا ہےتب سے: 2011 دوا کے نئے استعمال کے امیدواروں کی ابتدائی نیٹ ورک پر مبنی چھان بین
دوا کی تشکیل اور ترسیل کی ماڈلنگ
ایک گولی جو گھل رہی ہے، ایک پیچ جو دوا چھوڑ رہا ہے یا ایک نینو ذرہ جو دوا کو جسم میں لے جا رہا ہے، جس کا چند منٹ سے چند دن تک پھیلاؤ اور ردعمل کے طور پر سراغ لیا جاتا ہے۔
وہ سوال جس کا یہ جواب دیتا ہے: نگلی یا لگائی گئی دوا اصل میں اپنے ہدف تک کتنی تیزی سے اور کہاں پہنچتی ہے؟
چھوڑ دیتا ہے: لیبارٹری میں گھلنے کے آلات اور حقیقی ہاضمہ ہمیشہ متفق نہیں ہوتے۔
چلتی ہے: تقریباً 1011 FLOPS موٹا اندازہ ایک ڈیسک ٹاپ ورک اسٹیشن جو پھیلاؤ اور اخراج کی مساواتیں حل کرتا ہےتب سے: 1961 ہیگوچی کا ٹھوس میٹرکس سے دوا کے اخراج کا ریاضیاتی ماڈل
ویکسین کے اینٹیجن کا ڈیزائن
کسی جراثیمی پروٹین کی سطح ایٹمی تفصیل میں سمیولیٹ کی جاتی ہے تاکہ وہ شکلیں ڈھونڈی یا بنائی جائیں جنھیں مدافعتی نظام سب سے اچھی طرح پہچانے اور یاد رکھے۔
وہ سوال جس کا یہ جواب دیتا ہے: اس جراثیم کا کون سا حصہ ویکسین کا بہترین ہدف ہے؟
چھوڑ دیتا ہے: اسکرین پر اچھا ہدف نظر آنے والی شکل کو پھر بھی حقیقی مدافعتی نظام میں کام کرنا پڑتا ہے۔
چلتی ہے: تقریباً 1015 FLOPS موٹا اندازہ ایک یونیورسٹی کلسٹر جو امیدوار اینٹیجنز کی ایٹمی سمیولیشنز چلاتا ہےتب سے: 2013 سانس کے وائرس کے ایک مستحکم کیے گئے اینٹیجن کا ساخت پر مبنی ڈیزائن
کمپیوٹر کے اندر (in silico) بند حلقہ ذیابیطس کنٹرول
ٹائپ 1 ذیابیطس والے ورچوئل لوگوں کی ایک آبادی، کھانوں اور گلوکوز انسولین کی حرکیات کے ساتھ، جو انسانی آزمائشوں سے پہلے ترسیلی کنٹرول الگورتھم کی جانچ کے لیے استعمال ہوتی ہے۔
وہ سوال جس کا یہ جواب دیتا ہے: کیا یہ کنٹرول الگورتھم بہت سے مختلف لوگوں میں گلوکوز کو محفوظ رکھے گا؟
چھوڑ دیتا ہے: حقیقی رویہ جیسے دباؤ، بیماری اور سینسر کی خرابیاں صرف جزوی طور پر پکڑی جاتی ہیں۔
چلتی ہے: تقریباً 109 FLOPS موٹا اندازہ ایک لیپ ٹاپ پر سینکڑوں افراد کی لمبی ورچوئل دن کی سمیولیشنز۔تب سے: 2009 کوواچیف اور ساتھی، ٹائپ 1 ذیابیطس کے بند حلقے کے کنٹرول کی کمپیوٹر کے اندر پیشگی آزمائشیں۔ ماخذ