Ждите...
Спасибо.
Закрыть

Программный пакет FluorSimStudio для обработки больших данных флуоресцентной спектроскопии с использованием алгоритмов машинного обучения


Назначение

Пакет FluorSimStudio предназначен для использования в фундаментальных и прикладных биофизических исследованиях, связанных с изучением оптических свойств молекулярных соединений в системах фотонных искусственных материалов для приёма и передачи энергии электронного возбуждения, белковых комплексов, биополимеров, биологических мембран, биомаркеров клеток и изменений в органических тканях, медицинской диагностики.

Характеристики

В пакете реализована новейшая концепция комплексного подхода к анализу экспериментальной информации – разделение кривых затухания флуоресценции на кластеры по степени близости в некоторой мере сходства, нахождение медианных представителей кластеров (медоидов), применение метода снижения размерности данных и отображение экспериментальных данных в двухмерном пространстве. Анализ с использованием аналитических или имитационных моделей оптических процессов, протекающих в молекулярных системах.

Разработка имеет следующие преимущества (в сравнении с существующими программными решениями):
  1. реализует концепцию комплексного анализа данных с использованием имитационного моделирования и машинного обучения
  2. позволяет получить точные оценки времен затухания флуоресценции флуорофоров при обработке кинетических кривых затухания флуоресценции сложных молекулярных систем в условиях высокого экспериментального шума – ошибка снижена на 48% в сравнении с классическим анализом
  3. обеспечивает высокую производительность обработки больших наборов кривых затухания флуоресценции, что критически важно при использовании имитационных моделей в изучении сложных биомолекулярных систем
  4. представляет возможность наглядной визуализации данных в пространстве первых двух-трех главных компонент
  5. расширяется за счет включения новых имитационных моделей и алгоритмов машинного обучения
  6. может применяться в качестве инструмента для поиска начальных приближений параметров моделей и изучения их чувствительности к внешним возмущениям, в том числе в условиях высокого экспериментального шума
  7.  может использоваться в образовательном процессе для обучения основам анализа данных флуоресцентной спектроскопии с временным разрешением
  8. может быть применена для исследования экспериментальных систем, в том числе пределов разделимости кластеров кривых затухания флуоресценции и последующего планирования отдельных экспериментов
  9. вычислительная эффективность может быть увеличена за счет подключения программных дополнительных средств для высокопроизводительных вычислений и анализа больших данных
Разработка может быть рекомендована для анализа данных сложных систем, характеризующихся сверхбольшим набором кривых затухания флуоресценции, анализируемых в условиях ограниченных возможностей, обусловленных экономией вычислительных и финансовых ресурсов.

Сфера применения
  • фундаментальные и прикладные биофизические исследования
  • образование
  • медицинская диагностика
Программный пакет FluorSimStudio может быть использован в научных организациях, учреждениях высшего образования и Министерства здравоохранения для обеспечения прикладных биофизических исследований, образовательного процесса и медицинской диагностики.

Форма сотрудничества

Проект может быть реализован в виде договора НИОК(Т)Р. При передаче проекта будет осуществлена следующая поддержка: техническая документация и услуги персонала.