1. Lastnosti biofizikalnih objav skozi čas : magistrsko deloDino Gačević, 2022, master's thesis Abstract: V zadnjih letih beležimo porast števila strokovnih in znanstvenih objav, sočasno s tem pa tudi število novo nastalih, interdisciplinarnih področij. Sem uvrščamo tudi področje biofizike, izbrano za izhodiščno točko naše raziskave. V magistrskem delu smo najprej z uporabo podatkovnega rudarjenja iz spletne baze PubMed pridobili nabor za področje relevantnih člankov, nato pa pripravili splošni pregled od leta 1900 naprej. Ugotovili smo, da je število objavljenih člankov, povprečno število avtorjev na članek ter delež člankov s ključnimi besedami skozi leta naraščal. S podatki o revijah z največ objavljenimi članki ter najpogostejšimi ključnimi besedami smo ponazorili trende, ki odražajo postopen prehod naravnanosti v splošno fiziko do specializiranosti v področje biofizike. Enak trend smo potrdili še z najpogostejšimi n-grami skozi leta ter analizo MeSH deskriptorjev. Podrobneje smo predstavili tudi trende držav z največ objavami ter ugotovili, da so do leta 2020 prednjačile ZDA, po letu 2020 pa je vodilno mesto prevzela Kitajska. Ogledali smo si še medsebojno povezovanje avtorjev oz. držav, iz katerih ti prihajajo. Z delitvijo rezultatov v tri obdobja smo prikazali postopno krepitev medsebojnega povezovanja. Nalogo smo zaokrožili s prikazom razvoja in trendov področja biofizike na podlagi analize MeSH deskriptorjev. Rezultati so pokazali, da se velik delež terminov prenese v nova obdobja. Povprečno se pojavi 21 % novih ter pozabi 11 % vseh terminov. Z analizo ugotovljenih terminov se je izkazalo, da močno prevladuje termin »strunarji«, ki poudarja področje biologije, za področje fizike pa so se kot najpomembnejši termini izkazali »algoritmi«, »epidemiološke metode« ter »akustika«, nedavno pa tudi »avtomatizacija«.
Keywords: podatkovno rudarjenje, analiza besedila, MeSH, kompleksne mreže
Published in DKUM: 28.10.2022; Views: 729; Downloads: 58
 Full text (3,24 MB) |
2. Evolucija prevladujočih paradigem in terminologije na področju raziskav sladkorne bolezni skozi prizmo teorije kompleksnih mrež : magistrsko deloLuka Benkovič, 2022, master's thesis Abstract: Znanstveno-raziskovalna dejavnost v zadnjih desetletjih doživlja velik razmah, kar se med
drugim odraža v naraščajočem številu znanstvenih in strokovnih del. Tovrstne objave so ključne
za prenos in razvoj znanja, a črpanje uporabnega znanja iz vedno večjih zbirk znanstvenih del
postaja vse težje. Vsak posameznik je namreč sposoben obdelati le omejeno količino
informacij. Kaže se potreba po tem, da se razvijejo orodja, ki nam bodo iz velike količine
podatkov pomagala pri luščenju in agregaciji uporabnih informacij. V magistrski nalogi se te
problematike lotimo s podatkovnim rudarjenjem po podatkovni bazi PubMed in z orodij s
področja teorije kompleksnih mrež. Kot primer obravnavamo raziskovalno področje sladkorne
bolezni, ki zaradi svoje razširjenosti predstavlja pereč problem za sodobno družbo. V prvem
delu naloge predstavimo način pridobivanja in obdelave podatkov ter njihove osnovne
značilnosti. V nadaljevanju se osredinimo na vsebino raziskovalnih del, ki jo proučujemo na
podlagi ključnih besed. Tukaj delujemo ob predpostavki, da so ključne besede dober odraz
vsebine pripadajočega dela in lahko iz njih izpeljemo prevladujoče paradigme na področju.
Najprej pogledamo pogostost pojavljanja oziroma frekvenco posameznih besed, iz česar
sklepamo o njihovi pomembnosti. Ugotovimo, da nam zgolj preprosta frekvenca ne omogoča
preučevanja časovnega razvoja pomembnosti, zato uvedemo način rangiranja besed v razrede.
Besede z najvišjimi rangi predstavljajo temeljne pojme raziskovalnega področja. Srednje veliki
rangi predstavljajo posamezne niše področja, medtem ko najnižji rangi odražajo specifiko
posamezne raziskave. Na koncu se lotimo še povezovanja ključnih besed v kompleksne mreže,
iz katerih vrednotimo relacije. Iz naših rezultatov je razvidno, da je mreža ključnih besed
modularna z jasno izraženimi skupnostmi, na podlagi česar lahko razberemo interdisciplinarno
povezovanje. Posebno pozornost namenimo tudi časovnemu razvoju mreže. Le-ta nenehno
raste, medtem ko povprečna povezanost ne narašča monotono, temveč ima krivulja jasne vrhe
v nekih prelomnih točkah raziskav. To implicira nova odrkitja, ki imajo za posledico umeščanje
novih ključnih besed, terminologije oziroma paradigem v obstoječo strukturo.
Keywords: sladkorna bolezen, podatkovno rudarjenje, kompleksne mreže, razvoj
terminologije
Published in DKUM: 08.04.2022; Views: 999; Downloads: 98
Full text (2,63 MB) |
3. S principi kompleksnih mrež do karakterizacije korelirane dinamike delniških trgovNina Šilovinac, 2018, master's thesis Abstract: V magistrskem delu predstavimo inovativen komputacijski pristop, ki temelji na teoriji kompleksnih mrež, in ga uporabimo za kvantitativni opis dinamike trgovanja z delnicami. Z avtomatiziranim pridobivanjem podatkov, njihovim filtriranjem in obdelavo smo podatke pripravili za izgradnjo dveh vrst funkcionalnih finančnih mrež. Prva temelji na korelirani dinamiki dnevnega trgovanja, druga pa na korelacijah v dolgoročnih trendih, opisanih z mesečnim povprečjem. Obe mreži smo vizualizirali, izračunali njune topološke lastnosti in jih primerjali z drugimi realnimi mrežami. Proučevali smo tudi dinamično spreminjanje funkcionalnih finančnih mrež in ugotovili, da so iz sprememb topoloških lastnosti razvidni pretresi finančnih trgov, kot je bila finančna kriza v letu 2007. S principi multipleksne mreže smo proučevali tudi zvezo med korelirano dinamiko dnevnega trgovanja in mesečnih trendov. Na koncu smo tudi analizirali, kako se sovisno trgovanje kaže z vidika posameznih držav in ovrednotili deležnike za stabilnost posameznih delnic. Naše ugotovitve kažejo, da ima uporaba sodobnih teoretskih orodij s področja kompleksnih mrež velik potencial na področju ekonofizike in kvantitativnega finančništva.
Keywords: ekonofizika, kompleksne mreže, delniški trg, korelirana dinamika, časovne mreže, trgovanje, funkcionalne mreže, dolgoročni trendi, dnevno trgovanje, topološke lastnosti, realne kompleksne mreže, finančna kriza, multipleksna mreža, kvantitativno finančništvo, karakterizacija, fizika, magistrsko delo, Šilovinac
Published in DKUM: 13.12.2018; Views: 1367; Downloads: 155
Full text (7,06 MB) |
4. Algoritem določanja funkcijske odvisnosti povezav med vozlišči v kompleksnih mrežahDavid Jesenko, 2018, doctoral dissertation Abstract: V doktorski disertaciji predstavimo nov dvonivojski evolucijski algoritem za določanje funkcijske odvisnosti med netopološkimi lastnostmi vozlišč in povezavami v kompleksnih mrežah. Rezultat algoritma je neenačba, ki določa povezljivost med izbranima vozliščema kompleksne mreže. Na prvem nivoju predstavljenega algoritma poiščemo obliko neenačbe, na drugem nivoju pa ustrezne koeficiente in odločitveni prag. Ocenitveno funkcijo, ki je ozko grlo predlaganega algoritma, smo implementirali na grafično procesni enoti s tehnologijo CUDA, s čimer dosežemo učinkovito vzporedno izvajanje. V eksperimentalnem delu doktorske disertacije pokažemo primernost predstavljenega algoritma za analizo naravnih kompleksnih mrež. V primerjavi z metodami strojnega učenja in evolucijskimi algoritmi dosežemo boljše rezultate. Doktorsko disertacijo zaključimo s pregledom opravljenega dela in ovrednotenjem našega prispevka na raziskovalnem področju.
Keywords: evolucijski algoritmi, strojno učenje, kompleksne mreže, netopološke lastnosti vozlišč, funkcijski zapis, paralelno računanje, GPGPU, CUDA
Published in DKUM: 03.05.2018; Views: 1789; Downloads: 297
Full text (11,91 MB) |
5. Collective behavior and evolutionary games : an introductionMatjaž Perc, Paolo Grigolini, 2013, original scientific article Keywords: kolektivni pojavi, evolucijske igre, fazni prehodi, kompleksne mreže, statistična fizika socioloških sistemov, collective phenomena, evolutionary games, phase transitions, complex networks, evolutionary statistical physics of social systems
Published in DKUM: 10.07.2015; Views: 1741; Downloads: 48
 Link to full text |
6. How optimal synchronization of oscillators depends on the network structure and the individual dynamical properties of the oscillatorsRene Markovič, Marko Gosak, Marko Marhl, 2013, published scientific conference contribution Abstract: The problem of making a network of dynamical systems synchronize onto a common evolution is the subject of much ongoing research in several scientific disciplines. It is nowadays a well-known fact that the synchronization processes are gradually in influenced by the interaction topology between the dynamically interacting units. A complex coupling configuration can significantly affect the synchronization abilities of a networked system. However, the question arises what is the optimal network topology that provides enhancement of the synchronization features under given circumstances. In order to address this issue we make use of a network model in which we can smoothly tune the topology from a highly heterogeneous and efficient scale-free network to a homogeneous and less efficient network. The network is then populated with Poincaré oscillators, a paradigmatic model for limit-cycle oscillations. This oscillator model exhibits a parameter that enables changes of the limit cycle attraction and is thus immediately related to flexibility/rigidity properties of the oscillator. Our results reveal that for weak attractions of the limit cycle, intermediate homogeneous topology ensures maximal synchronization, whereas highly heterogeneous scale-free topology ensures maximal synchronization for strong attractions of the limit cycle. We argue that the flexibility/rigidity of individual nodes of the networks defines the topology, where maximal global coherence is achieved.
Keywords: kompleksne mreže, sinhronizacija, mrežna topologija
Published in DKUM: 10.07.2015; Views: 1447; Downloads: 395
Full text (793,90 KB)
This document has many files! More... |
7. Vpliv topoloških lastnosti kompleksnih mrež in dinamičnih lastnosti sklopljenih celičnih oscilatorjev na kolektivno dinamikoRene Markovič, 2015, doctoral dissertation Abstract: Doktorska disertacija zajema raziskave na področju kolektivne dinamike mrežno sklopljenih oscilatorjev. Razdeljena je na dva dela. V prvem delu analiziramo, kako dinamične lastnosti oscilatorjev in struktura mreže sovisno vplivata na kolektivno dinamiko. Pokažemo, da je kolektivna dinamika fleksibilnih oscilatorjev najbolje koordinirana, ko so oscilatorji povezani v primeru široko skalno mrežo. Oscilatorji z močno disipativno dinamiko, ki implicira rigidnost, pa dosežejo najvišjo raven sinhronizacije v skalno neodvisnih mrežah. Pojav analitično razložimo in rezultate ponazorimo z različnimi matematičnimi modeli, ki vključujejo tako zvezne kakor tudi diskretne oscilatorje, ter izkazujejo različne stopnje dinamične kompleksnosti. Pri analizi kolektivne dinamike upoštevamo tudi hitrost širjenja signalov med vozlišči v mreži. Ugotovimo, da obstaja tako optimalna mrežna topologija kakor tudi optimalna hitrost širjenja signalov med vozlišči mreže, pri kateri je raven kolektivne sinhronizacije najvišja. Ugotovitve in metodologijo iz naših teoretičnih študij v drugem delu disertacije apliciramo na sistem povezanih celic beta v Langerhansovih otočkih trebušne slinavke miši, ki predstavlja z vidika fiziologije metabolnih procesov izredno pomemben predmet preučevanja. Mrežno povezane celice beta, katerih poglavitna naloga je izločanje inzulina in s tem uravnavanje koncentracije glukoze v krvi, analiziramo ob podpori eksperimentalnih podatkov, izmerjenih pri različnih koncentracijah glukoze. Naši rezultati kažejo, da se celice beta povezujejo v lokalne funkcionalne skupnosti. Njihova segregiranost pa se v splošnem manjša z naraščajočo koncentracijo glukoze. S postopnim povečevanjem koncentracije glukoze postanejo v otočku tudi vse bolj izražene lastnosti široko skalnih mrež malega sveta. S tem rezultati doktorske disertacije prispevajo k razlagi fiziološkega pomena učinkovitost mrežne povezanosti celic beta in nakazujejo možnosti patoloških sprememb, ki so posledica sprememb v medcelični komunikaciji.
Keywords: kompleksne mreže, funkcionalne mreže, topološke lastnosti, dinamika, sklopljeni oscilatorji, sinhronizacija, disipativnost, fleksibilnost
Published in DKUM: 16.02.2015; Views: 2504; Downloads: 312
Full text (13,27 MB) |
8. OCENJEVANJE FRAKTALNOSTI PROSTORSKOVPETIH KOMPLEKSNIH MREŽDavid Jesenko, 2014, master's thesis Abstract: V magistrskem delu opišemo dve zelo zanimivi področji računalništva, kompleksne mreže in fraktale. S kompleksnimi mrežami lahko na preprost in enostaven način predstavimo sestavljene in težko opisljive strukture. Vozlišča v našem primeru predstavljajo objekte v prostoru, povezave med njimi pa interakcije. Zato govorimo o prostorskovpetih mrežah. Drugi del magistrskega dela predstavljajo fraktali, ki s svojo lastnostjo samopodobnosti vzbujajo veliko pozornosti v svetu računalništva. Dejanske fraktale je težko opisati in prepoznati, eden od načinov pa je s pomočjo fraktalne dimenzije. S fraktalno dimenzijo lahko opišemo kakršnekoli fraktale, dimenzija pa je značilno manjša od prostora, v katerega so vpeti. V tem magistrskem delu predstavimo postopek ocenjevanja fraktalnosti mrež. Razvita metoda temelji na štetju zasedenih škatelj. Z rezultati pokažemo njeno učinkovitost pri razpoznavi fraktalnih struktur, skritih v prostorskovpetih mrežah.
Keywords: kompleksni sistemi, kompleksne mreže, fraktali, fraktalna dimenzija, ocenjevanje fraktalnosti, algoritmi
Published in DKUM: 22.08.2014; Views: 2114; Downloads: 208
Full text (7,62 MB) |
9. Evolucijska teorija iger kot spinski sistemAleksandra Murks Bašič, 2012, dissertation Abstract: Očitno je, da se naše podnebje spreminja in s tem ustvarja globalni problem, s katerim se moramo spopasti na mednarodni ravni. Podnebne spremembe so zato obravnavane kot primer največje socialne dileme, s katero se človeštvo sooča. Zakaj? Učinki podnebnih sprememb niso enakomerno razporejeni po celem svetu. Rezultat je klasičen problem, ki se ustvari kadar imamo opravka z javnimi dobrinami. Globalno-podnebni problem lahko uspešno rešimo samo na način, ki bo zagotovil mednarodno koordinacijo skupnih aktivnosti, kjer bodo sodelovale vse države sveta. Stroški posamezne države se lahko kaj hitro izračunajo, medtem ko bodo koristi porazdeljene med vse "igralce", neodvisno od njihovih dejanskih prispevkov k trajnostnemu razvoju. Evolucijska teorija iger je eno izmed najprimernejših teoretičnih orodij za preučevanje izzivov na področju podnebnih sprememb, s pomočjo katere bomo definirali glavne kriterije za evolucijo uspešnega sodelovanja. Svet je spoznal, da obvladovanje podnebnih sprememb povzroča stroške in zato bo nagnjenost k onesnaževanju vedno prisotna. Zato se vprašamo, ali lahko stohastični vplivi, kompleksne interakcijske mreže in koevolucija v podnebni igri zvišajo verjetnost prevzema čistejše strategije? Uporabljene so metode statistične fizike, Monte Carlo simulacije in igra zapornikove dileme z namenom podati nove odgovore na vprašanje kako rešiti naše podnebje in zaustaviti globalno segrevanje. Zapornikova dilema je še posebej primerna, saj proučuje evolucijo sodelovanja med sebičnimi posamezniki, kjer je kooperacija vprašljiva zaradi mamljivosti izbire strategije defekcije, hkrati pa lahko dilemo obravnavamo kot spinski sistem, in na ta način vpeljemo fizikalni pristop obravnave podnebnega problema.
Keywords: evolucijske igre, časovne serije, kompleksne mreže, algoritem vidljivosti, koevolucija, podnebne spremembe, zapornikova dilema, evolucija kooperacije, stohastičnost, tragedija javnih dobrin
Published in DKUM: 15.03.2012; Views: 4864; Downloads: 448
Full text (4,63 MB) |
10. Vpliv fluktuacij, variabilnosti in topološke organiziranosti fizikalnih in bioloških sistemov na optimizacijo njihovega delovanjaMARKO GOSAK, 2011, dissertation Abstract: V doktorski disertaciji je preučevano in analizirano obnašanje različnih nelinearnih dinamičnih sistemov, na podlagi katerih je možno opisati delovanje številnih bioloških in fizikalnih sistemov. Ker sta za vse realne sisteme značilna prisotnost fluktuacij in heterogenost gradnikov, je tema dejavnikoma posvečena posebna pozornost. V prvem delu je dokazano, da lahko tako pravšnja intenziteta intrinzičnega šuma, ki je posledica naključnih procesov na molekularni ravni, kot pravšnja mera variabilnosti, konstruktivno vplivata na prostorsko dinamiko sklopljenih bioloških oscilatorjev. V okviru tega so izpeljani in raziskani tudi pogoji, pod katerimi je mogoče koherentno dinamiko v prostor vsiljevati z lokalnim vzpodbujevalnikom. Šum in heterogenost gradnikov lahko ključno krojita tudi obnašanje sistemov mehke snovi. V disertaciji je pokazano, da se lahko v polimersko-stabilizirani feroelektrični celici tekočega kristala manifestira pojav stohastične resonance. Ob tem je sistematično analiziran sovisen vpliv dinamičnega šuma in različnih izvorov statičnega nereda, ki so značilni za sisteme mehke snovi.
Napredek pri raziskavah kompleksnih mrež, ki smo mu priča v zadnjem desetletju, je vzpodbudil raziskave različnih dinamičnih fenomenov tudi z vidika načina povezav, ki posamezne elemente povezujejo v celoto. V luči teh trendov je v drugem delu disertacije analiziran doseg šibkega vzpodbujevalnika v sistemu stohastično motenih oscilatorjev, za katerega se izkaže, da je znatno večji v primeru kompleksne topološke organiziranosti. V nadaljevanju je naslovljeno vprašanje optimalne strukture mreže, ki vodi do največje regularnosti stohastično induciranih oscilacij. V nasprotju s pričakovanji do optimalnega odziva ne vodi najučinkovitejša skalno neodvisna mreža, pač pa manj heterogena mreža, v kateri so prisotne interakcije dolgega in kratkega dosega, kar je povezano s kritičnim vedenjem v sestavi mreže. V zadnjem delu doktorske disertacije je izdelan mrežni model tkiva, sestavljenega iz gladkih mišičnih celic pljučne arterije, na podlagi katerega so razložene eksperimentalne meritve kontrakcije gladkih mišičnih celic iz zdravih in kronično obolelih podgan. Pri tem je posebna pozornost namenjena celični variabilnosti in patofiziološki vlogi topološke organiziranosti medceličnih povezav.
Keywords: nelinearna dinamika, stohastični procesi, biološki oscilator, ekscitabilna dinamika, kalcijeva signalizacija, stohastična resonanca, koherenčna resonanca, kompleksne mreže, prostorsko vpete mreže
Published in DKUM: 10.02.2011; Views: 5031; Downloads: 465
Full text (18,01 MB) |
