Современные тренажеры: Современные тренажеры и правильная обстановка

Современные тренажеры и правильная обстановка

Особой привлекательностью ФЦ Спарта является зал для силовых тренировок общей площадью 750 кв.м., спроектированный и оснащенный на основе последних достижений в области фитнеса. Подбирая подходящее место для наращивания мышечной массы или занятия фитнесом, любители активного отдыха в Волгограде отдают предпочтение современным тренажерам и просторным площадям. Именно поэтому наш спортивный комплекс пользуется большой популярностью.

Регулярные занятия помогают:

• нарастить мышечную массу.
• развить дыхательную и сердечно-сосудистую системы.
• откорректировать фигуру, избавившись от избыточной массы.
• поднять настроение.

Желаете ускорить процесс похудания, одновременно укрепив мышцы, приведя их в тонус? Подкрепите диету силовыми или кардио упражнениями. Мы собрали лучшее оснащение, отлично подходящее не только мужчинам но и девушкам.

Не секрет, что основа любого фитнес-центра — спортивное оснащение, а силовые тренировки важно выполнять на определенных тренажерах, позволяющих существенно повысить эффективность каждого подхода и занятия в целом.

Наш клуб предлагает современное оборудование от известных брендов ведущих мировых производителей:

• PRECOR
• IVANKO
• HOIST
• FOREMAN
• IVANKO
• HAMMER STRENGTH
• LIFE FITNESS
• STEX
• TRUE FITNESS

Зал оснащен снарядами 2 видов — нагружаемыми дисками и со встроенным весом. Использовать их для поддержания собственной физической формы сможет каждый.

Для новичков в фитнесе предлагаются тренажеры со встроенным весом; данный вид проще в использовании и рассчитан на пользователей с любым уровнем подготовки – от начинающих до опытных атлетов вне зависимости от решаемых задач и нагрузок.

Среди опытных и искушенных в силовых занятиях атлетах, наряду с занятиями со свободными весами, заслуженное место занимают специализированные легендарные тренажеры HAMMER STRENGTH, которые, впрочем, не ограничивают круг пользователей исключительно профессиональными спортсменами – на них могут заниматься и новички под руководством профессионального тренера.

Свободные веса представлены производителями IVANKO, FOREMAN.

Для всех наших клиентов мы предусмотрели специальное профессиональное покрытие EVERLAST, самую современную систему кондиционирования и циркуляции воздуха, высокие потолки, гармоничное музыкальное оформление залов, комфортное освещение и удобную планировку.

Для клиентов, привыкших работать на результат и стремящихся добиться максимального эффекта от тренировок, есть услуга персонального тренинга. Личный тренер составит индивидуальную систему занятий, проконтролирует технику исполнения и скорректирует нагрузку.

Для жиросжигающей тренировки в тренажерном зале подходят упражнения с применением кардио-оборудования (элипсоид, беговая дорожка, велотренажер, степпер) или силового оборудования (гантели, штанги и тренажеры).

3 сентября 2017 года фитнес-клуб «СПАРТА» был награжден высокой отметкой Официального Тренировочного Центра HAMMER STRENGTH.

Это свидетельствует о том, что наши стандарты и оборудование тренажерного зала соответствуют строгим требованиям, предъявляемым к числу и качеству силового оснащения, необходимого для профессиональной подготовки атлетов. Удостоенные такой же знаковой отметки фитнес-клубы используют для подготовки к матчам представители таких известных спортивных лиг, как NHL, NBA, NFL и MLB. И осуществляя тренировки в тренажерном зале «СПАРТА», вы сможете вывести свою подготовку на поистине чемпионский уровень! Заслуживает внимания и цены на посещение.

 

Для привыкших работать на результат девушек и мужчин и стремящихся добиться максимального эффекта от тренировок, есть услуга персонального тренинга. Личный консультант составит индивидуальную систему занятий, проконтролирует технику исполнения упражнений и скорректирует нагрузку. Причем, даже на это наш спортивный клуб оставил приемлемыми цены для клиентов!

Силовые упражнения помогают:

• замедлить негативные возрастные изменения;
• построить красивую и пропорциональную мускулатуру;
• ускорить процесс восстановления;
• сделать организм более выносливым;
• укрепить опорно-двигательный аппарат;
• корректировать осанку.

Кардио-тренировки:

• улучшают работу дыхательной и сердечно-сосудистой системы;
• помогают снижению массы тела;
• повышают выносливость организма.

Персональный тренер позволит вам:

• распланировать тренировочный процесс;
• назначить объём, продолжительность и интенсивность занятий;
• определить программу питания.

С нами Вы достигните оптимального результата за минимальный временной промежуток, а также снизите возможность получения травмы и поддержите интерес к активному образу жизни.

Фитнес-клуб «СПАРТА» желает Вам достижения желаемых результатов! Предельно низкая стоимость посещения делает здоровый образ жизни доступным каждому.

 

 

Современные силовые тренажеры — Ростеннис

Необходимость в силовых тренировках может возникать не только у тех людей, которые хотят стать известными культуристами и накачать большие мышцы. Если разобраться, то силовые тренировки являются важной составляющей любой фитнес-программы. При их правильном применении можно добиться существенного уменьшения веса, укрепить костную ткани и развить привлекательную мышечную массу. Особенно такие тренировки являются очень важными для пожилых людей, которые с возрастом могут столкнуться с существенной потерей прочности костей. И чтобы достигнуть отличного результата необходимо как минимум несколько раз тренироваться на силовых тренажерах.

Чтобы заниматься на силовых тренажерах, совсем не обязательно посещать тренажерный зал, ведь на сайте tovarysport.ru у вас будет возможность выбрать подходящее изделие среди большого ассортимента товаров, представленных там.

Функционал и конструктивные особенности силовых тренажеров

Если вы желаете подобрать оптимальный силовой тренажер для тренировок, то необходимо предварительно изучить конструкцию такого изделия, а также обратить внимание на ряд других существенных нюансов.

Эргономика

Зачастую именно в плане эргономики заключается отличие между дорогими и дешевыми силовыми тренажерами. Над дорогими изделиями работает целая команда талантливых инженеров в области биомеханики, которые стараются сделать так, чтобы тренажер был максимально удобным для пользователя. Кроме того, все делается еще и с учетом того, чтобы достигнуть безопасности во время тренировок и исключить лишнюю нагрузку на суставы. В процессе проектирования современных силовых тренажеров в наши дни активно используется трехмерное моделирование, что позволяет инженерами лучше понять, насколько удобным будет изделие для конечного пользователя.

Материал изготовления рамы

В идеале лучше выбирать те варианты тренажеров, где для производства рам использовалась качественная листовая сталь. Именно от того насколько качественно была сделана рама зависит устойчивость тренажера, а также ряд других особенностей. Очень дешевые варианты оборудования отличаются своей нестабильностью и могут демонстрировать неустойчивость в процессе использования. И соответственно это не совсем удобно.

Фитнес-клуб (тренажерный зал, спортзал) в Северном Бутово

1.

Простор

Места больше, чем в олимпийском бассейне

2. Фитнес для каждого

20 направлений от йоги до американской системы TRX

3. Тренажеры и инвентарь

От кардио и комбинированных станков до бодибаров и фитболов

4. Комфорт

Встречаем улыбкой, провожаем сауной

5. Доступность

Открываемся в 06:00 утра для жаворонков, работаем до 01:00 ночи для сов

Запишись на бесплатное занятие! Оцени лично все преимущества нашего фитнес центра. Просто отсканируй QR-код в Viber.

1. У нас просторно

• 1500 м² общая площадь фитнес-клуба. Места больше, чем в олимпийском бассейне
• тренажёрный зал на 400 м² для силовых упражнений и кардиотренировок
• 80 м² свободная зона для индивидуальных программ, кроссфита и разминки
• большой групповой зал на 120 м² для танцев, калланетики и фехтования
• малый групповой зал на 80 м² для йоги и стретчинга

2. Спорт и фитнес

• 20 направлений фитнеса от йоги до американской системы TRX
• армейский рукопашный бой, самбо, латиноамериканские танцы
• 10 профессиональных инструкторов
• групповые и индивидуальные тренировки

3.

Современные тренажеры V-Sport Professional и спортивный инвентарь

• 14 кардиотренажеров
• 9 тренажеров для ног, гакк-машина
• 12 грузоблочных тренажеров
• машина Смита
• ряд гантелей от 12 до 50 кг (шаг 2 кг)
• 2 малых гантельных ряда от 0,5 до 10 кг (шаг 1 кг)
• горизонтальная гиперэкстензия
• римский стул
• комбинированный станок
• TRX петли
• боксерские груши
• шпаги, бодибары, фитболы, степ-платформы

4. Комфорт до и после тренировок

• система кондиционирования залов
• круглосуточный клининг
• сейфовые ячейки
• фитнес-бар
• женская и мужская комнаты для переодевания с финскими саунами
• 15 душевых
• 6 раздельных санузлов

5. Удобное местоположение и время работы

• работаем с 6:00 утра до 01:00 ночи
• автомобильная парковка
• остановка общественного транспорта в 1 минуте ходьбы от фитнес-центра (маршруты транспорта: автобусы 94, 118, 146, 165, 202, 753 877; маршрутное такси 967)

В зависимости от желания, можно посещать не только групповые занятия, но и индивидуальные тренировки с персональным инструктором. Вне зависимости от того, какой из вариантов вы выберете, сотрудники клуба сделают всё возможное для того, чтобы вы были полностью удовлетворены результатом тренировок. Они помогут подобрать программу для занятий в тренажерном зале, подскажут, как нужно выполнять отдельные упражнения и пользоваться спортивным оборудованием, порекомендуют правильный режим питания.

Фитнес-клуб «СпортНация» расположен в Северном Бутово на втором и третьем этажах торгового центра «Апельсин». Рядом остановка общественного транспорта, автомобильная парковка. График работы нашего клуба позволяет посещать его всем желающим, при этом выбрав наиболее подходящий вид абонемента.

Выбирая тренажёрный зал в Северном Бутово, вам обязательно нужно посетить наш.

Возможна почасовая аренда залов: аренда зала для танцев в Бутово, а также для других спортивных секций.
Приглашаем вас лично оценить все вышеперечисленные преимущества нашего фитнес-центра. Вы можете сделать это абсолютно бесплатно, посетив пробное занятие по предварительной записи.

В реабилитационных центрах Самарской области появляются современные тренажеры для восстановления здоровья детей

В Самарской области в рамках программы «Доступная среда» закупается новейшее оборудование, а специалисты реабилитационных центров проходят обучение у ведущих реабилитологов Международной Академии Медицинской реабилитации. Все это делается для восстановления здоровья детей с ограниченными возможностями здоровья.

В прошлом году в реабилитационный центр для детей и подростков с ограниченными возможностями Восточного округа поступили современные аппаратно-программные комплексы биологической обратной связи, оборудование для сенсорных комнат и социально-бытовой адаптации получателей услуг, а также оргтехника и программное обеспечение. Благодаря этому расширился спектр предоставляемых социальных услуг. А значит есть все условия для развития детей — инвалидов и их социализации, что является приоритетным направлением работы областного Правительства.

Так, в кабинете физиотерапии начал функционировать аппарат магнон-ДКС (предназначен для проведения транскраниальной микрополяризации), который применяется в работе с детьми с ДЦП, детьми, имеющими задержки нервно-психического развития, различные речевые и эмоционально-волевые нарушения. Массажисты центра освоили новые методы реабилитации «Телесный интеллект», бобат-терапия, используются знания, полученные на обучающих курсах по «Биомеханике».

В кабинете ЛФК установлен программный комплекс «ReviMotion», иппотренажеры, предназначенные для работы с детьми с нарушениями опорно-двигательного аппарата, ДЦП, аутизмом, различными интеллектуальными и эмоционально-волевыми нарушениями. Также появились комплексы биологической обратной связи, тренажеры «Колибри», «Комфорт – ЛОГО», «Баланс», которые воздействует на зону головного мозга, отвечающую за зрительно-моторную координацию, равновесие, а также эмоции, интеллектуальное развитие, память, аналитические способности.

Педагоги-психологи центра используют в работе развивающий коррекционный комплекс «Тимокко» с видеобиоуправлением. Уже после первых занятий у детей отмечается улучшение двигательной координации, способность к сосредоточению, тренировки функции внимания и развития познавательных навыков.

Кинельское отделение центра посещает с 2019 года пятилетний Егорка, у которого диагностирован врожденный порок сердца. Сейчас он проходит уже 4-й курс реабилитации. Наряду с медицинской реабилитацией (массаж, лечебная физкультура, физиотерапевтические процедуры) мальчик занимается с дефектологом, психологом, логопедом, социальным педагогом, педагогом дополнительного образования. У ребенка отмечается положительная динамика в социализации, сформировались навыки самообслуживания,  он начал говорить.
Родители уделяют много времени развитию Егора, выполняют рекомендации специалистов, являясь активными участниками реабилитационного процесса.
— На занятиях используются новейшее оборудование. Это экраны, на которых выдаются задания для ребенка, получается как интерактивный телефон, ребенок полностью включается в эту игру, и у него идет обратный ответ от этой программы. Я вижу, как мой ребенок увлекается процессом, он очень заинтересован в том, что выполняет. Результаты пошли и очень хорошие. Ребенок начал общаться с нами, — радостно рассказывает мама Софья Кукарская.

Данное учреждение оказывает комплексную социальную реабилитационную помощь семьям с детьми и подростками в возрасте от 0 до 18 лет, имеющими ограниченные возможности здоровья, обеспечивая им максимально полную и своевременную адаптацию к жизни в обществе, семье, к обучению и труду.

Учреждение имеет 2 отделения: в г. Кинель (ул. Спортивная, д. 2а) и в г.Отрадный (ул. Ленина, д. 15).
Ежегодно центр обслуживает около 200 детей в отделении г. Отрадный и 300 — в г.Кинель.
Всего за последние 3 года специалистами центра было обслужено порядка 1100 детей с ОВЗ.

Современные, надежные, эффективные и безопасные тренажеры – польза для здоровья.

Заниматься спортом люди начали не от хорошей жизни – сначала физические способности были очень нужны охотникам, а потом – воинам, ремесленникам и прочим. В наши дни спорт и здоровый образ жизни занимают еще больше места в культуре, общественной и личной жизни. Но как все успеть, когда времени постоянно не хватает? Польза спорта уже давно поддерживается техническим прогрессом: вслед за примитивными приспособлениями появились сложные, многофункциональные тренажеры.

 

О профессиональном спорте говорят так: «спорт не лечит, он калечит»(с). Но это из-за гонки за результатами: медалями на соревнованиях, призовыми деньгами и красивой жизнью. Если же речь идет о спорте не ради высших достижений, то как раз он популярен благодаря укреплению здоровья, улучшения качества жизни, надеждам на активное долголетие. И все желающие заниматься каким-то видом спорта без стадиона поблизости могут рассчитывать на ближайший тренажерный зал.

 

Да, перед началом занятий надо будет проконсультироваться у врача. Но разве это проблема? Наоборот: специалист подтвердит, что выбранным видом спорта конкретный человек действительно может заниматься в свое удовольствие – либо рекомендует иные занятия. Доктор поможет с оптимальным режимом и графиком тренировок, правильным питанием и распорядком дня. А заодно подскажет, какие занятия пойдут на пользу здоровью – например, помогут восстановиться после перенесенной травмы или болезни.

 

Польза спорта на конкретных примерах

 

Ни для кого не секрет, что люди часто не задумываются про здоровье, пока ничего не болит. Даже шутят, что «здоровье – это когда каждый день болит в другом месте»(с). Но реабилитация спортом в медицине практикуется уже давно – и в наши дни лучше ничего не придумано, чем принятие мер для возвращения к полноценной жизни. Для часто болеющих – закаливание, пешие и

велопрогулки, в целом активный образ жизни с какого-то момента буквально открывают новый мир. А если некогда или негде – тут и пригодится тренажер. Польза очевидна: места надо немного, оборудование всегда под рукой, можно тренироваться сколько хочется. Причем бесплатно и с регулируемой нагрузкой. Правда, бесплатные занятия возможны лишь без тренера и на собственном тренажере, но абонемент в зал стоит ничтожно мало, если пересчитать на цену одной тренировки (занятия).

 

Нельзя говорить о занятиях спортом, пусть даже на любительском уровне, не упоминая о питании. Сами по себе регулярные тренировки заставят человека обратить внимание на продукты ежедневного потребления. Причем ограничивать себя не надо: наоборот, спорт активно тратит энергию, позволяя лакомиться маленькими радостями без боязни потолстеть. Другой вопрос, что спортсмен быстро привыкает к распорядку дня и базовой диете, для удовлетворения основных потребностей. Жизнь занимающегося спортом человека более спокойная и размеренная, чем у не занимающегося – это не секрет.

 

Не исключено, что тренажерный зал станет лишь первым этапом – захочется купить себе домой определенный тренажер (а то и не один), чтобы заниматься индивидуально. А где попробовать разные модели такого оборудования, узкопрофильные и универсальные, если не в общем большом зале? О консультациях личного тренера нечего и вспоминать: без поддержки специалиста серьезные результаты просто немыслимы.

 

Как выбрать и купить тренажер: польза или цена?

 

Есть разные способы решения этого вопроса. Даже когда финансовые возможности совсем скромные. Любой врач скажет, что выбирать надо не тренажер, а физическую нагрузку – чем именно хочется заниматься, на каком уровне, сколько времени уделять тренировкам. Если врач не запретит именно это – можно приступать к выбору оборудования.

 

Как правило, речь не идет об узкой специализации – практика давно подтвердила, что польза спорта заключается в гармоничном развитии. А значит, тренировать желательно разные мышцы, даже группы мышц. Такую возможность предоставит далеко не каждый тренажер – придется или покупать многофункциональный (а значит, дорогой), или несколько моделей попроще.

 

Для поддержания тела в тонусе надо немного времени – буквально часик в день. Это профессиональный спорт отнимает часы только на тренировки, а все остальное время – на восстановление. Надо понимать, что чем выше уровень подготовки – тем дороже обойдется поддержание формы, а улучшение – еще дороже.

 

При затруднениях с выбором оборудования и формированием графика тренировок, всегда можно обратиться к нашим специалистам: проконсультируют, рекомендуют оптимальные варианты для любого уровня подготовки с учетом запланированных расходов на спорт.

 

В нашем ассортименте представлено оборудование разного уровня – есть модели и для профессионалов, и для любителей. На любое упражнение (или комплекс) наверняка найдется подходящий тренажер. Польза для здоровья по разумным ценам, причем безопасно и с гарантией. Мы предлагаем оборудование всемирно известных производителей, зарекомендовавшее себя на практике – именно такие тренажеры используют очень известные люди и миллионы остальных, просто для здоровья.

 

Какая бы погода ни была на улице, тренажер у себя дома – самый комфортный вариант. В зал надо как-то добираться, время ограничено, оборудование может оказаться занятым. Если жилплощадь позволяет, почему бы не обзавестись «домашним доктором», который всегда будет рядом, свободен, готов помочь? Наши тренажеры безотказно работают много лет, практически не требуя обслуживания. А если понадобится ремонт от износа – всегда можно обратиться к нам. Постоянно в наличии огромный выбор: есть и уже ставшие классикой модели, и новейшие достижения прогресса в этой области.

 

Как показывает практика, если у человека есть желание самосовершенствоваться, по мере получения результатов оно только усиливается. Появится желание купить дополнительные тренажеры, оборудовать домашний зал для всей семьи – обращайтесь к нам снова, не пожалеете!

Современная хоккейная коробка и тренажеры появятся на улице Зои Космодемьянской — Новости — События

Восемь хоккейных коробок, которые находятся во дворах и на территории общеобразовательных учреждений, отремонтирует администрация Владивостока до конца года. На этих объектах установят современные стеклопластиковые борта.

В настоящий момент работы по обновлению уже ведутся на улицах Артековской, 1 и  Зои Космодемьянской, 12. Как сообщили специалисты управления физической культуры и спорта, капитальный ремонт проводится в рамках федеральной программы, и все новые спортивные сооружения соответствуют требованиям Министерства спорта РФ.

Так, во дворе дома №12 по улице Зои Космодемьянской будет установлена хоккейная коробка размером 40х20 метров. Благодаря таким параметрам она будет пригодна также и для игры в мини-футбол и стрит-бол в теплое время года. Вторым этапом на части свободной территории будет оборудована современная площадка для физических упражнений и воркаута с дальнейшим благоустройством.

 «Когда начались работы, многие жители подумали, что размер спортивного объекта был уменьшен. Но на самом деле это не так. Действительно, современная хоккейная коробка имеет размер 40х20 метров, но на освободившемся участке мы дополнительно установим тренажеры и проведем работы по благоустройству. Это позволит расширить функциональное назначение спортивного объекта», – подчеркивают специалисты управления физической культуры и спорта.

Они также отметили, что земельный участок под хоккейной коробкой находится в муниципальной собственности с разрешенным использованием «Для размещения объектов физической культуры и спорта». Ни для каких иных целей этот участок больше использоваться не может.

В свою очередь, местные жители подчеркнули, что не против проводимых изменений и готовы принимать активное участие во всех мероприятиях, проводимых на спортивных сооружениях микрорайона.

Ирина Дмитриева, [email protected] 

Тренажеры для обучения персонала

решения и технологии

LMS

Управление рисками. Стремление к снижению «человеческого фактора» сопряжено с поиском и внедрением новых методов и средств обучения, таких как тренажеры. И такое решение есть.

Оцените качество наших тренажеров и курсов прямо сейчас. Вся продукция доступна в нашей системе обучения Moodle (демо-режим). 

Логин: demo  Пароль:  Demo_123

Мы разрабатываем современные средства обучения персонала. Комплексный подход, используемый нашей компанией  успешно апробирован на многих предприятиях.  Адекватность и универсальность математических моделей находится на уровне ведущих мировых компаний.

Усвоение знаний, навыков, умений и процедур. Обеспечение соответствия усваиваемых материалов или навыков требованиям предстоящей работы, перенос выработанных стереотипов  на условия реальной работы.

Поддержка систем формирования виртуальной реальности. Нейроинтерфейс. Формирование диаграмма действий персонала (FTA) с учетом психофизического состояния персонала на момент совершения им действий (более 30 показателей).

Виртуальное месторождение. Геология, бурение, КРС, добыча, транспорт, подготовка, ППД и многое другое.

Все
Hot news
Latest topics
Fashion news

наши заказчики и партнеры

Долговременное партнерство — наша стратегическая задача

Новости компании / Блог

Разработка под заказ

Мы разрабатываем современные средства обучения персонала более 15 лет. Комплексный подход, используемый нашей командой успешно апробирован на многих предприятиях.  

Проведение тренинга

Решение является эффективным при проведении краткосрочных курсов повышения квалификации или аттестации персонала.

Внедрение СДО

Наша компания имеет достаточный опыт по развертыванию системы управления обучением (СДО) на базе Moodle.  

Виртуальная студия

Новый тренд в технологиях образования — увеличение использования виртуальных студий (VR room, VR class).

Обучающий физический эксперимент, отработка приемов и технологий планирования и проведения эксперимента. Получение знаний на основе процесса получения и обработки эксп. данных .

ЛАБОРАТОРНЫЕ РАБОТЫ

Свидетельства

ГЕОГРАФИЯ ПРИСУТСТВИЯ

LRS. Мониторинг использования и аналитика для клиентов

Learning Analytic Platform. Расширенные отчеты для клиентов =  эффективность использования приобретенных тренажеров в компании, пути увеличения эффективности.

УЧАСТИЕ в ГРУППАХ и обществах

Сообщество про цифровые технологии в обучении

Поставщики контента в формате xApi (xAPI Adopters)

Система тематических коллективных блогов

Наша статистика

Межрегиональная ассоциация развития системы подготовки специалистов нефтегазовой отрасли «Нефтегазовая информационно-образовательная корпорация»

ИНФОРМАЦИЯ ДЛЯ НОВЫХ КЛИЕНТОВ

Преимущества использования нашей продукции на реальных примерах

Наш Youtube-канал

Аппаратные комплексы

Наш канал в Instagram

Сообщество про VR/AR в обучении

Учебный центр

Центр дополнительного профессионального образования

 

Лицензия:  № 043 Выдана Департаментом образования и науки Тюменской области
 

Лучшие симуляторы для ПК

Какие игры-симуляторы на ПК самые лучшие? Из великих людей всех времен, в которых еще стоит сыграть; симы с сообществами моддеров, которые вдыхают в них вечную жизнь; факсимиле одного из аспектов реальности, настолько нишевого, что вы едва можете вообразить их существование, у нас есть все, что вам нужно.

Sims отличаются от других компьютерных игр тем, что их смысл не в том, чтобы развлекать, по крайней мере, не в первую очередь. Хотите веселья и азарта? Жесткий.Управлять подводной лодкой — это не то. Тем не менее, это увлекательный, устрашающий и чрезвычайно приятный опыт как длительный опыт.

Такова природа жанра, что поиск лучших компьютерных симуляторов похож на запрос «особого» запаса, который лавочник держит в подсобке. Не все они являются бестселлерами, но это игры со специальными сообществами, предлагающими подробные руководства и невероятные моды, которые позволяют вам максимально приблизиться к буксировке трейлера с водопроводными деталями по Европе, вождению автомобиля F1 или пилотированию армии. самолет в соответствии с законами о национальной безопасности.

Лучшие симуляторы на ПК:

играть сейчас

War Thunder

Пожалуй, самое лучшее в этой бесплатной MMO — это то, что в нее очень легко просто погрузиться в нее, получить хорошее представление о ее системах и сразу же начать получать удовольствие. Попробуйте сказать это о Flight Simulator X с серьезным лицом.

Если вас интересует огромное количество техники, то список War Thunder времен Второй / Корейской войны превышает 300 самолетов. Каждую из них можно пилотировать, используя аркадные (ууу!) Или симуляционные физические модели, чтобы атаковать воздушных противников, играющих как на ПК, так и на консолях — его серверы не знают границ платформы.Что, конечно же, означает, что у игроков на ПК обычно есть много чего несложного.

Играть сейчас Играть бесплатно War Thunder MMO ВоенныеИграть сейчас

Если в небе War Thunder есть возможность быстро покататься на природе и немного осмотреть достопримечательности, то в наземных боях есть полная противоположность — стальные звери в этой игре про танки движутся с такой ледяной скоростью, что вы постоянно находитесь в состоянии повышенной готовности, ища врагов. в кустарниках. Тот, кто стреляет первым в этой бесплатной игре Steam, почти всегда уносит трофеи.

США, Россия, Великобритания, Германия и Япония — все ведут здесь войну, каждая из которых имеет свои особые механические преимущества (есть давний аргумент относительно предвзятости советской техники в этой области), слабости … и запутанные пути модернизации. Если вы не любите гринд, возможно, этот симулятор не для вас. Если вам нужен симулятор Второй мировой войны с огромным сообществом, в который вы можете начать играть без каких-либо финансовых затрат … ну, ваши требования очень специфичны, и War Thunder — ваш сим.

Мир Warships

Этот бесплатный многопользовательский морской боец ​​погружает игроков в приливы Второй мировой войны, где игроки могут управлять кораблями в морских боях, чтобы уничтожать противников на различных картах. World of Warships продолжает получать частые обновления, которые пополняют и без того огромный флот крейсеров, эсминцев, линкоров и авианосцев, которыми игроки могут командовать в водах — каждый со своими особыми способностями. Теперь вы можете играть в World of Warships на своей собственной подводной лодке с улучшениями и уникальными боевыми ролями, что делает эту игру одной из лучших подводных лодок.

Играть сейчас Играть бесплатно World of Warships MilitaryMMOStrategyИграть сейчас

ПРОГРАММА KERBAL SPACE

Вы знаете, что симулятор космического полета делает что-то правильно, когда НАСА и генеральный директор SpaceX Илон Маск начинают интересоваться. Несмотря на симпатичный внешний вид своих астронавтов, Kerbal Space Program — это невероятно подробная космическая игра, основанная на физике, которая позволяет вам спроектировать и построить свой собственный космический корабль, прежде чем запускать его на орбиту, а затем выполнять невероятно сложные вещи, такие как стыковка с другими кораблями или посадка вашего шаткого фаллического корабля. построить на Луне.

Со времени выхода самой ранней версии KSP, выпущенной в 2011 году, его сообщество начало действовать с модами, письменными и видеоуроками, рогом изобилия созданных пользователями космических кораблей, которые можно опробовать на себе, и воссозданием Марсианина. Его популярность побудила НАСА, как и в действительности НАСА, обратиться к Squad разработчиков и сотрудничать с ними для создания нового игрового контента, основанного на реальных миссиях.

Насколько это реально? Учитывая, что он имитирует одно из самых сложных человеческих начинаний, когда-либо предпринимавшихся, и позволяет вам поиграть с мышью и клавиатурой, есть элемент творческого лицензирования.Однако — это примерно столько, сколько произвела среда. Каждый физический объект в игре подчиняется ньютоновской динамике, поэтому ракета, которую вы построили, чтобы она выглядела как лицо Гэри Бьюзи, рухнула и сгорела, как только вы попали в двигатели. Его модель орбитальной механики также получила высокую оценку тех, кто мог оценить подобные вещи.

ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНАЯ ИМПЕРИЯ

Railway Empire — это необычный симулятор поезда — исторический, он посвящен первым дням путешествия на поезде по Соединенным Штатам в бурные годы эпохи Дикого Запада.У вас есть вся Северная Америка, на которую можно опираться, и цель вывести свою компанию в 20-й век.

Railway Empire — это не просто игра о поездах, она также имитирует управленческую сторону работы, что делает ее духовным преемником классической серии Railroad Tycoon. В игре представлены десятки точно смоделированных поездов той эпохи, и вы можете ездить на любом из них и управлять им. Настоящая радость игры заключается в управлении компанией, от прокладки путей и строительства станций до управления персоналом и исследования новых технологий.

Тем не менее,

Railway Empire — реалистичная игра в жанре менеджмент, так что не ожидайте, что вы просто выбросите эти штуки в стиле тематического парка — вам нужно учитывать переключатели, рельеф, воду и многие другие факторы, если вы собираетесь добиться успеха. Как и в любой игре-симуляторе, сначала нужно рассмотреть много деталей, но когда вы начнете, это уже очень весело.

Поезд Sim World

Скромный симулятор поезда существует почти столько же, сколько существуют симуляторы для ПК, и хотя последняя версия Train Simulator является традиционным выбором, Train Sim World предлагает кое-что более амбициозное — и это сделано тем же разработчиком, Dovetail. Игры, поэтому любители одного должны ценить другой.

Хорошо обучен: Лучшие игры про поезда на ПК

Это, безусловно, самая реалистичная игра-симулятор поезда — например, вы не можете даже покинуть станцию, не зарядив батарею. Вся игра ведется от первого лица, поэтому все управление, управление и обслуживание осуществляется с уровня земли — как если бы вы сами обслуживали и управляли поездом. Весь смысл игр-симуляторов в том, чтобы заставить вас почувствовать, что вы действительно делаете свою работу, и Train Sim World справляется с этим лучше, чем любой другой — как мы обнаружили, документируя приключения в нашем дневнике путешествий Train Sim World.

Несмотря на то, что Dovetail вначале была немного скудной, она постоянно обновляла игру, добавляя в нее новые функции, поезда, маршруты, погоду и многое другое. Также есть множество пакетов DLC. Для некоторых это может быть немного дороговато, но есть возможность расширить его, если вы устали от одних и тех же маршрутов, и вы, конечно же, не сможете найти более подробный и реалистичный симулятор поезда за свои деньги.

Симулятор сельского хозяйства 19

Когда дело доходит до игр-симуляторов фермы, не ищите ничего, кроме Farming Simulator 19.Откровенно говоря, разгадка кроется в названии. Прошу прощения за нашу шутливость, но поверьте нам, когда мы говорим, что если вы ищете наиболее близкий индивидуальный отдых, чтобы по-настоящему жить за пределами земли, последняя сельскохозяйственная разработка Giants Software для вас. И мы эксперты, как красноречиво показывает наш дневник Farming Simulator 19.

Учитывая, что вы, скорее всего, потратите много часов на уход за посевами и скотом, здорово, что Farming Simulator дает нам графическую переработку. Однако запах навоза от этого не помогает.Farming Simulator с большим количеством транспортных средств и деталей, чем когда-либо прежде, является своего рода менеджментом, который учит вас новым навыкам, когда вы уходите от большого дыма. Или просто позволяет создавать жуткие круги на полях.

Microsoft Flight Simulator

Microsoft Flight Simulator воссоздает каждый аспект полета вниз до мельчайших деталей: горячий воздух от двигателей, колеблющийся по крылу, когда вы начинаете движение по взлетно-посадочной полосе, и полосы дождя на вашем лобовом стекле, когда вы спускаетесь через облака. Это впечатляющее внимание к деталям становится еще более поразительным — каждый квадратный дюйм нашей планеты Земля нанесен на карту в MFS, и вы готовы взлететь над головой.

Подробнее: Наш путеводитель по лучшим самолетам и летающим играм на ПК

Сам полет также тщательно смоделирован, с подробным аэродинамическим моделированием, полностью детализированными кабинами и приборами, а также погодными условиями в реальном времени — так что вы можете узнать точную скорость и направление ветра за окном прямо сейчас, когда вы врезаетесь в собственный дом.

F1 2020

Если вы поклонник игр F1, вы уже должны знать об официальной серии F1 от Codemasters и ежегодных записях студии. Вершина гонщиков-симуляторов Формулы-1 максимально приближена к опыту, который вы, вероятно, получите, не присутствуя на самом деле, и последняя запись — лучшая, но

Управляемая модель в серии F1 лучшая, и это лучшая итерация на сегодняшний день — точно и идеально передающая ощущение вождения одного из этих смехотворно быстрых зверей. Незначительные изменения в сцеплении, ощущение подергивания спины под дождем и безошибочное покачивание на полной скорости; все это есть, путешествуете ли вы по Лазурному берегу на современных или классических автомобилях. Вам не нужно просто управлять своими (официально лицензированными) транспортными средствами, вместо этого вам нужно взаимодействовать с командой пит-стопов и завоевывать их доверие, что способствует повышению морального духа и более эффективному обслуживанию автомобилей на трассе. Это небольшой штрих, но — в сочетании с реалистичным ощущением автомобилей, трасс и мира F1 — все это складывается в то, что по-прежнему остается величайшим симулятором F1 в мире.

Новое в F1 2020 — это возможность создавать и управлять своей собственной командой F1 до мельчайших деталей. Вы можете набирать в свою команду настоящих гонщиков F1, каждый из которых имеет разные рейтинги, основанные на реальных данных.

Assetto Corsa Competizione

В то время как подобные Project CARS и Grid Autosport могут предложить более согласованный игровой процесс с ощущением карьерного роста и другими подобными вещами, Assetto Corsa Competizione воссоздает ощущение вождения быстрой машины лучше, чем любая другая. Он просто великолепен в своей чистоте, доставляя всеобъемлющее ощущение реализма и погружения, благодаря звездному звуковому дизайну и физической модели, которая оправдывает те 300 фунтов стерлингов, которые вы потратили на колесо с силовой обратной связью, в то время как ваши дети голодали.

Он даже потрясающе точен, чем его предшественник, Assetto Corsa, с новой аэродинамикой и моделированием шин, а также многоканальным аудиосэмплингом реальных автомобилей GT, так что они даже звучат идеально. Каждая трасса представляет собой воспроизведенную с помощью лазерного сканирования копию реальной дорожки, поэтому вы можете максимально приблизиться к своей мечте — прокатиться на автомобиле по Нюрбургрингу, не рискуя потерять контроль над Karussell.

Euro Truck Simulator 2

Часто обсуждаемый аргумент в пользу Euro Truck Sim заключается в том, что он не является амбициозным; Люди играют в авиасимуляторы, потому что стать пилотом невероятно сложно и непосильно с финансовой точки зрения, а получить работу водителем грузовиков — относительно легко. Встречный аргумент? Euro Truck Simulator 2 существует, поэтому вам не нужно искать работу водителем грузовика.

С одной стороны, терапевтическое. Путешествие по дорогам с двусторонним движением в Северной Италии со скоростью чуть ниже установленной законом скорости, когда местная радиостанция играет неразборчиво, — это чистая пища для души.С другой стороны, это серьезный вызов. Вы победили Fume Knight в Dark Souls II? Вернитесь, припарковав параллельно Scania R Highline с яхтой после ночной поездки из Люксембурга в Будапешт.

Связано: Найдите свой следующий слив с этими новыми MMO

Возможно, наиболее привлекательным аспектом моделирования SCS Software является то, что он якобы управляет автомобилем, но не совсем так, как вы его знаете. Забудьте все гоночные игры, которым вас научили вращать круги.Забудьте и то, что они учили вас о зеркалах — они больше не существуют просто для того, чтобы проиллюстрировать аварию, которую вы вызвали своим безрассудным плетением. Теперь они являются неотъемлемой частью вашего опыта вождения, решающим фактором при повороте на угол более 10 градусов, не теряя при этом тысячи денег из вашей зарплаты.

Как и любой другой достойный симулятор, Euro Truck Simulator 2 имеет большое количество модов, созданных любящими руками его сообщества. Базовая игра предлагает тысячи километров недвижимости и нет недостатка в транспортных средствах, но есть множество дополнительных грузовиков, карт, ливрей и звуковых пакетов.

Тихий охотник: Волки Тихого океана

Вопреки тому, как их изображают в кино, подводные лодки не являются гладкими и проворными орудиями смерти. Они уязвимы на уровне моря, а ниже почти слепы. Они целыми днями охотятся за грузовыми судами в непостижимо огромном океане, и когда они все же вступают в бой, он движется в своего рода бесконечном пуле. Если когда-либо тема не подходила для видеоигр, так это подводные бои.

Но Silent Hunter 4 — это не видеоигра.Это безжалостно реалистичная игра о Второй Мировой войне только для самых неприветливых флотских командиров, в комплекте с диспетчерской, полной недружелюбных циферблатов и членов экипажа, чье восхищение своим начальством не позволяет им издавать столько же, сколько хныканье, когда вы ведете свою подлодку к верной смерти. . Мать-природа так же смертоносна, как и ваши противники по Оси здесь, на дне Тихого океана.

Связано: Проверьте лучшие подводные игры на ПК

Выпущенный еще в 2007 году, когда YouTube был в подгузниках, Sh5 на тот момент почти имел право на государственную пенсию.Хотя более поздние версии модернизировали его визуальные эффекты, они не превзошли его атмосферу и напряжение, а его свободный режим карьеры, играемый с точки зрения союзников на Тихоокеанском театре войны, по-прежнему является лучшим моделированным опытом подводника из предлагаемых.

Ралли грязи

Первый набег

Codemasters на разработку раннего доступа оказался плодотворным: в DIRT Rally сейчас 136 000 игроков, а рейтинг пользователей Steam составляет 92%, и это в немалой степени благодаря новому вниманию к собственному вождению и переходу от консольных игр. стиль презентации.

Как и F1 2015, он является счастливым обладателем совершенно новой модели управления, которая кажется бесконечно более детализированной и весомой, чем квази-аркадная физика предыдущих игр DIRT, и позволяет извлечь лучшее из хорошего колеса с силовой обратной связью.

Британская студия всегда умела привносить идеальный баланс раллийного вождения в симуляторы — давайте не будем забывать, что это они разработали Colin McRae Rally еще в 1998 году, — но только сейчас им не удавалось избавиться от всего этого. интерактивные меню автодома и калифорнийская озвучка, позволяющие сконцентрироваться на простом создании лучшей внедорожной модели вождения со времен Ралли Ричарда Бернса.

Нет сомнений в том, что среди вас есть те, кто сообщил, что RBR по-прежнему остается лучшим симулятором ралли, обогащенным 14-летней разработкой модов. И хотя это правда, что объем и качество пользовательского контента на данный момент невообразимо высоки, для правильной работы RBR с модами на современном ПК с разрешением 1080p и выше требуется немало усилий. Пора двигаться дальше и признать, что DIRT Rally — это будущее автомобильного беспредела с низким тяговым усилием.

X-Plane 10 Глобальный

Есть две совершенно разные точки зрения, когда речь идет о коммерческих симуляторах полета. Некоторые предпочитают «шведский стол» из дополнительных материалов Flight Sim X, другие клянутся, что основанная на теории элементов лезвия Laminar модель полета (которая фактически имитирует воздух) делает путешествие более живым и реалистичным. На самом деле, пытаться установить превосходство между ними — глупая затея. Это дело личного вкуса.

Физическая модель

X-Plane 10 определенно отличается. Крылья изгибаются более заметно, а вес передается более ощутимо, чем в FSX, благодаря базовой системе, которая рассчитывает поведение самолета в соответствии с его 3D-моделью и мощностью двигателя, а затем имитирует поведение воздуха, когда эта модель прорывается сквозь него.

В то время как его УВД и искусственный интеллект движения часто высмеивают в сравнении с тем, что он ведет вас к суицидным маневрам, его вертолеты считаются гораздо более убедительными для тех, кто знает.

Его главный недостаток — это текстуры ландшафта с низкой детализацией, которые вы найдете в основной игре, нарисованные системой автогенерации, из-за чего некоторые области могут стать неприемлемо незаселенными, а в больших городах / аэропортах отсутствуют реалистичные детали. Тем не менее, это делает полеты в ночное время гораздо более захватывающими: города, мерцающие на вашем лобовом стекле, когда вы спускаетесь через облака.

Мятеж: песчаная буря

Вторая игра Insurgency удивительно балансирует между хардкорным симулятором солдата и аркадными многопользовательскими играми. Кто угодно может зайти в игру и повеселиться, но попробуйте сыграть в Insurgency Sandstorm, например Team Fortress 2 или Counter-Strike, и вы не продвинетесь далеко вперед.

Вместо этого Sandstorm больше похожа на сжатую версию ARMA 3. Конечно, могут быть точки захвата и опыт, но по своей сути эта военная игра симулирует жестокость современного конфликта.Пара выстрелов поразит любого врага, хотя прицелиться и поразить его намного сложнее. На выбор предлагается большой выбор реалистичного оружия, и все они кажутся отличными, особенно если вы начнете модифицировать их с помощью таких приспособлений, как новые стволы, рукоятки и прицелы, которые могут полностью изменить внешний вид оружия.

Нет предупреждающих сигналов о гранатах, при перезарядке меняется весь магазин, вы должны учитывать вес при управлении снаряжением, и нет табло для отслеживания убийств.Когда дело доходит до пользовательского интерфейса и отвлекающих факторов на экране, Insurgency: Sandstorm делает вещи простыми — как мы выяснили в нашем обзоре Insurgency: Sandstorm, — это к лучшему.

Ил-2 Штурмовик: Скалы Дувра

Cliffs Of Dover не был чем-то вроде высочайшего экстраординарного сражения и бегства, каким он является сегодня, когда он впервые виновато прогрохотал по взлетно-посадочной полосе в 2011 году, но серия ошеломляюще качественных патчей от коллектива Team Fusion из Норвегии теперь покидает его. достойный своего прозвища Ил-2 штурмовик.Проблемы с производительностью были устранены, и оригинальный, заведомо уклоняющийся от ИИ исправлен с помощью более разумных процедур.

В современных Cliffs Of Dover есть новые варианты самолетов, а физика оригинальных самолетов была переработана, улучшив наземное обслуживание (намного сложнее, чем в базовой игре 1С, но гораздо более реалистично). Маневренность в воздухе была улучшена для реалистичности и более увлекательного воздушного боя. Короче говоря, это неизмеримо лучшая игра, чем та, которая появилась, всхлипывая и кашляя, четыре года назад — все благодаря Team Fusion.Их патч теперь до версии 4.312, и вам обязательно нужно скачать его перед игрой.

ARMA 3

ARMA 3 не заботится о вас. Его не волнует, развлекаешься ли ты, и ему все равно, что ты знаешь в Call Of Duty. ARMA 3 заботится только об одном: реализме. Настолько, что однажды его случайно использовали вместо реальных кадров зоны боевых действий.

Как мы обнаружили в наших впечатлениях от запуска ARMA 2, это такой шутер, в котором вы проводите больше времени, глядя на карту и компас, чем на прицел своей штурмовой винтовки TRG, а перестрелки разыгрываются с сотнями метров, разделяющими бойцов — это Другими словами, это снайперская игра для думающих людей.Когда вы видите танк, ваше первое желание — вытащить рацию, а не гранатомет. Каждая клавиша на клавиатуре имеет свою уникальную функцию. Это вообще ужасно.

Но с ваших первых окаменелых шагов по огромным театрам военных действий, когда вы видите вертолет в небе над собой и понимаете, что кто-то летает на нем, ARMA 3 пронизывает собой хардкорную привлекательность. Есть причина, по которой так много обзоров в Steam исходят от игроков с тысячами часов игрового времени.

Эти обозреватели упомянут в нем бесчисленное множество надоедливых ошибок, и все они согласятся, что они не разрушают фантастически масштабную игру-симулятор боя Bohemia.Есть одиночная кампания, но настоящая долгая игра заключается в многопользовательской песочнице. Именно здесь, под пристальным вниманием десятков других игроков, вы впервые попытаетесь управлять вертолетом и подняться в небо с ловкостью папин длинноногих. Здесь вы научитесь двигаться как одно пехотное соединение и использовать голосовую связь не для того, чтобы выкрикивать бельгийское техно или оскорбления в школьном дворе, а для полезного и лаконичного общения. В интернете. В этом сила ARMA 3.

Более похоже на это: Сэкономьте деньги с лучшими бесплатными играми для ПК

И вот он, лучшие симуляторы для ПК.Мы надеемся, что в процессе обучения пилотов, водителей или архитекторов американских горок вы кое-что узнали и получили не меньшее удовольствие от процесса. Но, если игры о Второй мировой войне в этом списке дали вам вкус к боевым действиям на земле, ознакомьтесь с нашим списком лучших шутеров от первого лица на ПК или для более расслабляющих игр, нашим списком лучших игр про грузовики на ПК стоит проверить. А пока мы ищем мультимедийный симулятор для игр, так как у нас абсолютно недостаточно, чтобы продолжать работу.

{«schema»: {«page»: {«content»: {«headline»: «Лучшие симуляторы для ПК», «type»: «guide», «category»: «war-thunder»}, «user «: {» loginstatus «: false},» game «: {» publisher «:» Gaijin Entertainment «,» genre «:» MMO «,» title «:» War Thunder «,» genres «: [» MMO «, «FPS», «Бесплатная игра»]}}}}

Моделирование носового воздушного потока предполагает конвергентную адаптацию у неандертальцев и современных людей

Значение

Из-за его роли в увлажнении и нагревании воздуха до того, как он достигнет легких, адаптации внутренней носовой анатомии, как предполагается, были важны для современных людей и неандертальцев. при заселении суровых евразийских пейзажей.К сожалению, отсутствие доказательств мягких тканей в летописи окаменелостей исключает любое исследование дыхательной функции неандертальцев. Здесь мы используем методы деформации, чтобы воссоздать типичный нос неандертальца, компьютерное моделирование гидродинамики для сравнения дыхательной функции обоих видов и эволюционный анализ для обнаружения сигналов отбора. Мы сообщаем о поразительной разнице во времени пребывания жидкости в холодных / сухих климатических условиях. В отличие от ранее предложенных, наши результаты показывают, что оба вида достигли бы благоприятных видоспецифичных респираторных способностей в холодном климате.

Abstract

И современные люди (MH), и неандертальцы успешно расселились по западноевразийским ландшафтам с холодным климатом. Среди множества адаптаций, которые считаются необходимыми для выживания в таких ландшафтах, ключевое значение имеют изменения морфологии и / или функции носа, направленные на увлажнение и согревание воздуха до того, как он достигнет легких. К сожалению, отсутствие свидетельств о мягких тканях в летописи окаменелостей затрудняет любое сравнительное исследование дыхательной функции. Здесь мы реконструируем внутреннюю носовую полость неандертальца плюс два представителя климатически дивергентных популяций MH (юго-западные европейцы и северо-восточные азиаты).Реконструкция включает распределение слизистой оболочки, что позволяет реалистично моделировать дыхательный цикл в различных климатических условиях с помощью вычислительной гидродинамики. При моделировании холодного / сухого климата были обнаружены поразительные различия между образцами во времени пребывания жидкости, влияющем на увлажнение и нагревание в переднем тракте. В частности, азиатская модель обеспечивает быстрое кондиционирование воздуха, за ней следуют неандертальцы, тогда как европейская модель обеспечивает надлежащее кондиционирование только в области среднего заднего отдела.Кроме того, количественно-генетический эволюционный анализ морфологии носа дал сигналы о стабилизации отбора для популяций MH, когда удаление арктических популяций привело к изменению моделей ковариации, совместимых с эволюцией за счет генетического дрейфа. Оба результата показывают, что, в отличие от важных черепно-лицевых различий, существующих между неандертальцами и MHs, у обоих видов могли иметь место благоприятные видоспецифичные респираторные функции в холодном климате. Гидродинамика и эволюционная биология независимо друг от друга предоставили доказательства эволюции носа, предполагая, что адаптивные объяснения сложных функциональных фенотипов требуют междисциплинарных подходов, направленных на количественную оценку как производительности, так и эволюционных сигналов о моделях ковариации.

Сравнительный анализ костных структур лежит в основе обширных исследований, направленных на заключение прошлых микроэволюционных и макроэволюционных событий во многих кладах, включая Hominins (1, 2). В этом контексте адаптация к холодному климату, с которой сталкиваются некоторые приматы, но особенно неандертальцы и некоторые современные человеческие (MH) популяции, была в центре внимания качественного и количественного анализа черепно-лицевых и посткраниальных останков (3–7). Неандертальцев долгое время считали приспособленными к холоду, поскольку они успешно населяли холодные и сухие среды Евразии от позднего среднего плейстоцена до раннего позднего плейстоцена (8).Точно так же популяции MH Северо-Восточной Азии и Арктики были идентифицированы как несущие набор производных черт, связанных с адаптацией к холоду, которые, вероятно, эволюционировали во время их распространения по высокоширотным евразийским ландшафтам (9). Как у неандертальцев, так и у некоторых популяций ЗГ наблюдаются узкие верхние внутренние носовые размеры — черта, которая постулируется как адаптивная из-за большей турбулентности, создаваемой носовым воздушным потоком (6, 10, 11). Однако важные различия между неандертальцами и MH в черепно-лицевой морфологии, включая размер и форму костного внешнего и внутреннего носа, поднимают вопрос, развили ли оба вида носовые пути, адаптированные к холодному и сухому климату, на видоспецифической манере (8).Действительно, внутренний нос неандертальца обладает набором аутапоморфных черт, которые в целом могут отражать специфическую видоспецифичную адаптацию к холоду, которая отличается от респираторной адаптации, проявляемой MHs (3, 7, 8). Хотя предыдущие исследования термочувствительного роста костей были сосредоточены на эндохондральных процессах (12), которые не включали развитие носовых костей, эксперименты, проведенные Модсли и Харрисоном (13) на трансплантированных костях, открывают возможность того, что термочувствительное замещение хряща может быть затруднительным. процесс развития, влияющий на рост носовых раковин.Следовательно, чувствительный к температуре рост хряща можно рассматривать как процесс фенотипической пластичности, происходящий из генетической аккомодации как источника новых назальных признаков (14). Учитывая, что рост лица включает интегрированную передачу сигналов между всеми его твердыми тканями, будь то мембранозные или эндохондральные, вполне вероятно, что любая реакция на температуру решетчатой ​​кости, которая представляет собой замещающую хрящевую кость, будет влиять на размеры и морфологию костной ткани. носовые дыхательные пути. Большинство исследований адаптивного значения морфологии носа у гомининов были сосредоточены на размере и форме скелетной носовой апертуры, а некоторые исследования были сосредоточены на внутренней анатомии носа (6, 11, 15–17).Учитывая, что обмен влажностью и температурой в основном происходит на слизистой оболочке носа (18–20), становится ясно, что одних только костных остатков недостаточно для анализа разницы потенциалов на более хрупких ветвящихся носовых раковинах и на большой площади слизистой оболочки, составляющей внутренний носовой тракт. . Здесь мы стремимся обойти эту проблему, реконструируя и анализируя морфологию внутренней носовой полости у ЗГ и неандертальцев, включая поверхность слизистой оболочки, чтобы сравнить характеристики носовой модели неандертальца и ЗГ из двух разных климатических зон / популяций.Затем мы моделируем дыхательный цикл в нескольких условиях, используя методы вычислительной гидродинамики (CFD) (21, 22). Чтобы дополнить этот подход к производительности с точки зрения эволюции, связанной с моделями, мы проверяем, совместимы ли носовые вариации на разных кладах, содержащих виды, обитающие в холодном климате, с нейтральной или ненейтральной эволюцией. Этот двойной подход напоминает предыдущие работы в более широкой области эволюционной биологии (23, 24) и биологической антропологии (25), в которых явно использовались смешанные наборы данных с различными переменными и образцами для оценки адаптивных процессов с точки зрения эффективности и эволюционного анализа.

Результаты и обсуждение

Анализ носа MH и реконструкция мягких тканей неандертальца.

Сначала мы выполнили геометрический морфометрический анализ (26) на составной выборке, включая снимки компьютерной томографии (КТ) лица 38 представителей двух популяций: смешанных аргентинцев юго-западного европейского происхождения (SWE; в основном испанского или итальянского происхождения) и выходцев из северо-восточной Азии. (NEA; китайский и корейский) мигранты в Буэнос-Айресе ( материалов и методов, ), а также компьютерная томография, соответствующая образцам из Ла Феррасси (LF) и Ла Шапель-о-Сен (LC), наиболее полных черепов неандертальцев с точки зрения морфологии носа , позволяющий размещать анатомические ориентиры в костном носовом тракте ( SI Приложение , Таблица S1).Этот геометрический морфометрический анализ, таким образом, обеспечивает вектор изменений формы, представляющих основные различия между морфологией носа MH и неандертальской кости (рис. 1). Затем были выбраны два образца MH как представителей подвыборок SWE и NEA, предположительно сформировавшихся в умеренном и холодном климате, соответственно, и была получена трехмерная сетка / модель для обоих лиц, включающая все аспекты мягкой анатомии, включая внешний хрящ носа, внутренняя поверхность слизистой оболочки и носоглоточная полость ( SI Приложение , рис.S1). Наконец, трехмерная модель, соответствующая средней неандертальской внутренней морфологии носа (включая мягкие части), была выведена путем деформации (26) модели SWE на векторе изменений формы SWE-неандертальца, описанном на рис.1 (материалы и методы , и ). SI Приложение , рис. S1). Хотя полные носовые ходы отсутствуют в летописи окаменелостей неандертальцев, подход интерполяции действителен, поскольку мы подтвердили, что трехмерная взаимосвязь между передними, медиальными и задними ориентирами в коварии носовой полости имеет значительный и регулярный узор на нескольких моделях приматов ( SI Приложение , рис.S2 – S5 и таблицы S2 и S3). Кроме того, мы получили значительные модели ковариации между мягкими и костными ориентирами в выборке современных людей в передней и задней плоскостях, что дополнительно подтверждает метод интерполяции, описанный выше ( SI Приложение , Рис. S6 – S8). Три результирующие модели представлены на рис. 2 и использовались для разработки описания назальной физики на основе многофазной CFD-модели для переноса массы, импульса и энергии несжимаемой вязкой смеси жидкостей: воздуха и водяного пара.Модель была запущена после различных параметров внешней температуры и влажности климатических условий для моделирования теплого влажного климата по сравнению с холодно-сухим климатом (27), а также для оценки того, проявляют ли носовые полости MH и / или неандертальцев особенности, которые имеют тенденцию улучшать контакт слизистой оболочки с воздухом. для эффективного кондиционирования воздуха. Моделирование вдоха и выдоха было разработано как для базовых условий, так и для режима упражнений ( SI Приложение ).

Рис. 1.

Носовые морфологические различия между ЗГ и неандертальцами, как видно с помощью анализа главных компонентов и канонического вариационного анализа.( A ) Схема, представляющая анатомические ориентиры, нанесенные на внешние и внутренние костные структуры носа ( SI Приложение , Таблица S1). ( B ) Первые два ПК изменения формы. NEA, синие точки; Неандертальцы, красные точки; SWE, зеленые точки. Образцы SWE-93776 и NEA-2116236 обозначены пустыми точками. Стрелка представляет смещение через морфопространство, используемое для получения мягкой анатомии неандертальца, выходящего из внутренней полости ЗГ, включая слизистую оболочку и мягкие структуры носовых раковин.( C ) Искривленные изменения формы внутренней носовой полости, происходящие на первом ПК. Изменение формы носа MH связано с общим сужением носа как в верхней, так и в нижней частях, а также передне-задним выравниванием самой передней части раковины с внешней границей носа. Анатомия неандертальца, напротив, характеризуется более широким носом в целом, наряду с отклонением передней границы раковины, которая находится в более медиальном положении по отношению к внешней границе носа.Кроме того, осмотр на сагиттальной плоскости этих изменений формы показывает, что носы MH представляют собой более переднюю проекцию медиальной части носовой границы, тогда как у неандертальцев в целом более плоская носовая плоскость. ( D ) Первая и вторая канонические оси, полученные из первых пяти ПК, изображающие изменения формы, которые больше всего различают три группы (неандертальцы, SWE, NEA) с точки зрения формы носа. Форма центроида каждой группы представлена ​​как искривленный внутренний нос.Дискриминантные функции среди трех групп со значениями P , полученными после 10 000 перестановок, следующие: Расстояние SWE-неандерталец Махаланобиса: 11,5 ( P = 0,006). Расстояние NEA — неандерталец Махаланобис: 55,3 ( P = 0,029). SWE-NEA Расстояние Махаланобиса: 2,48 ( P = 0,005).

Рис. 2. Результаты модели

CFD. Температура (° C) ( A ) и удельная влажность [кг _vap / кг _da ]) области ( B ), в состоянии покоя вперед (f: вестибулярная зона носа) и назад (b: зона носоглоточного тракта) плоскости при максимальном падении давления ( t = 1.25 с; SI Приложение , Ур. S8 ) в холодных и сухих погодных условиях для SWE, NEA и неандертальцев. Распределение температуры во фронтальных плоскостях f, когда цикл дыхания достигает максимальной скорости потока, показывает, что смесь достигает кондиционной температуры быстрее для образца NEA, за которым следуют неандертальцы, показывающие промежуточные характеристики, особенно в верхней части тракта, и затем SWE, показав относительно худшую производительность. Температура около ротоглотки (плоскость b) полностью обусловлена ​​в полости NEA и почти полностью обусловлена ​​для двух других полостей.Содержание влаги или удельная влажность во фронтальных плоскостях следует тому же поведению, что и температурное поле, в среднем больше для носа NEA, за которым следуют неандертальцы и SWE. Удельная влажность находится в полном насыщении в плоскости b для NEA и почти на насыщении для носа неандертальца и SWE. Усредненные скорости в плоскостях f и b показаны в C и D соответственно. Видно, что величина установленных скоростей в полостях SWE и неандертальца в 3.5–4 раза больше, чем в NEA.Тогда время пребывания объема смеси будет больше у NEA, чем у SWE и неандертальцев, что увеличивает теплопередачу от слизистой оболочки к жидкости и, следовательно, влажное кондиционирование. E показывает усредненный по объему удельный тепловой поток q = u _avrg ρ c _p ( T _стенка — T _смесь ) A _нос / V _нос (в [W / м ² ]), необходимый для кондиционирования каждого образца. u _avrg — среднее значение поля скорости с использованием данных C и D , а A _нос и V _нос — площадь поверхности слизистой оболочки и объем носа ( SI Приложение ) соответственно. См. Приложение SI , рис. S9 и S10 для получения дополнительной информации.

Респираторные характеристики у MHs и неандертальцев.

Основные результаты CFD (рис. 2; SI Приложение , рис. S9 и S10; и видеоролики S1 – S12) показывают, что в трех анализируемых моделях вариации формы носовой полости связаны с постепенными изменениями от от холодно-сухого до теплого влажного климата, с раздельным воздействием на температуру и водяной пар.Кроме того, подтверждено, что значительная часть термического кондиционирования достигается на уровне вестибулярной области носа до достижения носоглоточного тракта, как предполагали предыдущие исследования ковариации климата и формы носа (6). Некоторые повторяющиеся закономерности можно наблюдать на всех трех образцах. Например, ни один из них не представляет проблем для достижения оптимального кондиционирования воздуха в смоделированном теплом влажном климате ( SI Приложение , рис. S9 и S10). Кроме того, модели кондиционирования воздуха, наблюдаемые в основных метаболических условиях (в состоянии покоя), аналогичны тем, которые получены в режиме физических упражнений ( SI Приложение , рис.S9 и S10). В целом все моделирование показывают, что, несмотря на рассматриваемый образец или смоделированные климатические условия, низкие SD значений температуры и влажности показывают, что вдыхаемый воздух полностью кондиционируется, когда попадает в задний носовой тракт. Это показывает важность самой передней части носа как центральной структуры для обмена влажностью и температурой (6). Однако при моделировании работы переднего тракта модель NEA обеспечивает более быструю однородность воздуха, за ней следуют неандертальцы, что является ожидаемым результатом, учитывая, что время пребывания в NEA почти в три раза больше по сравнению с неандертальцами и SWE.Это говорит о том, что общее расхождение черепно-лицевой формы, включая значительное уплощение лица, которое произошло во время заселения северо-восточной Азии MHs, могло быть коррелировано с анатомическими изменениями, которые усиливают дыхательную функцию через изменение времени пребывания.

Эволюционный анализ: тест дрейфа генов Ланде.

В качестве дополнительного анализа мы реализуем тест дрейфа генов Ланде (1, 28, 29), направленный на проверку сигналов генетического дрейфа, стабилизации отбора или диверсификации отбора путем сравнения пропорциональности между популяциями и внутри популяции. отклонения ( Материалы и методы, ).С этой целью мы использовали трехмерные координаты ориентиров, размещенные на черепно-лицевых (включая носовые) структурах ( SI Приложение , Таблица S4) в выборке из 255 черепов, принадлежащих 11 популяциям MH из разных климатов, Macaca spp. обезьяны, в том числе адаптированные к холоду виды ( Macaca fuscata , по крайней мере, в отношении климатических условий общего предка клады) и составная выборка гомининов, включая Australopithecus , Paranthropus и Homo родов ( SI Приложение , Таблица S5).Этот набор данных обеспечивает филогенетический контекст, в котором некоторые представители клады эволюционировали в холодном климате, а другие — нет (рис. 3), тем самым увеличивая шансы обнаружения потенциальных нестохастических сигналов не из-за ложных сравнений между кладами (см. Ссылки 10, 30). , и 31). Тест Ланде предсказывает, что в сценарии эволюционной дивергенции, обусловленной исключительно стохастическими факторами, вариации между популяциями должны быть пропорциональны вариациям внутри популяции (1, 28, 29). Результаты, представленные в таблице 1 и на рис.3 предполагают, что, в то время как модели ковариации черепа в целом совместимы с эволюцией при стабилизирующем отборе, носовые структуры, по-видимому, эволюционировали в основном под действием стохастических сил. Однако на уровне популяции носы MH показывают сигнал стабилизирующего отбора, который, что интересно, становится совместимым с нейтральной эволюцией, когда арктические популяции (инуиты) удаляются из анализа ( SI Приложение , Таблица S6). Это говорит о том, что определенные производные носовые черты необходимы для объяснения морфологии людей, живущих в холодных условиях, в рамках сценария стабилизирующего отбора.Кроме того, комбинированный анализ MH – неандертальца предоставил результаты, совместимые со стохастической эволюцией носа ( Материалы и методы, и Таблица 1), что дополнительно предполагает, что адаптивные изменения в отношении костных носовых ходов, по-видимому, произошли только в группах людей, населяющих арктическую среду.

Рис. 3.

Филогенетическая основа и результаты теста генетического дрейфа Ланде. ( Слева, ) Кладограммы, изображающие положение адаптированных к холоду видов / популяций (с точки зрения климатических условий предков, показаны желтыми ветвями и прямоугольниками) в макаках (, верхняя часть, ), Hominidae (, средняя, ​​) и человек. sapiens ( Нижний ) клад.Более подробную информацию о характеристиках образцов можно найти в SI Приложение , Таблица S5. См. Ссылки. 10, 30 и 31 для дальнейшего обсуждения этой темы. ( Справа вверху ) Конфигурация всего черепа (все точки) и конфигурация носа (синие точки). ( Справа посередине и Справа внизу ) Результаты Ланде для изученных здесь иерархических групп: все гоминины, популяций H. sapiens , ископаемые гоминины, род Macaca, ископаемые видов Homo , Australopithecines, H.sapiens + H. neanderthalensis , конфигурация всего черепа ( Средняя схема ) и конфигурация носа ( Нижняя схема ). Синие прямоугольники — результаты Ланде, совместимые со стабилизирующим отбором, действующим на изучаемом таксономическом уровне; серые прямоугольники, результаты Ланде совместимы с генетическим дрейфом.

Таблица 1.

Результаты генетического дрейфа Ланде

И «механистический» подход CFD, и сравнительный эволюционный анализ независимо и дополняют друг друга, проверяют гипотезу о том, что некоторые популяции MH и / или неандертальцы испытали сложные изменения в мягких и твердых тканях носового тракта. с адаптацией к холодному климату.Обратите внимание, что, поскольку варианты, вызванные окружающей средой, такие как потенциальные чувствительные к температуре модификации в росте и развитии носовых раковин, также являются наследственными (14), тест нейтральной эволюции Ланде по-прежнему полезен для вывода эволюционного потенциала носового тракта, независимо от того, какой генетические факторы и факторы развития взаимодействуют и влияют на наблюдаемую фенотипическую изменчивость.

Наш двойной подход согласуется с предыдущими утверждениями (3, 4, 7, 30), указывающими на то, что Homo neanderthalensis не обладают назальным фенотипом, совместимым с адаптацией к холодному климату, по крайней мере, с точки зрения остеологии.Кроме того, сравнение частот SNP PAX3, связанных с положением назиона (32) в популяциях MH и геномах неандертальцев ( SI Приложение , таблица S7), показывает, что последние имеют общий генетический фон высоких носовых ходов, присутствующих у европейцев наряду с PAX3. варианты, связанные с широким носом.

Выводы

Неандертальцы аутоапоморфны в черепном отношении, включая твердые ткани носа (7), хотя это состояние вместе со стохастичностью, определяющей дивергенцию ЗГ-неандертальцев (4) (Таблица 1), не препятствовало их реконструированной слизистой оболочке носа от хорошей работы в условиях холода. и сухие смоделированные условия.Как следствие, стабилизирующий отбор на всем черепно-лицевом комплексе можно рассматривать как ограничение для более быстрого изменения носа во время эволюции нашей клады. Исключением из этого паттерна является носовая форма периарктических групп, которые, кажется, достигают обоих условий: нос NEA лучше работает в холодно-сухом климате, а исключение популяций с плоским лицом (инуитов) из эволюционного анализа поворачивает модели ковариации, совместимые со стохастической эволюцией. Другими словами, характеристики носа, подходящие для жизни в холодной и сухой окружающей среде, можно рассматривать как случай конвергентной адаптации, охватывающей как популяции MH в Арктике, так и неандертальцев.Это укрепляет представление о том, что человеческое лицо представляет собой сложный фенотип, в котором паттерны интеграции и модульности действуют на разных уровнях карты генотип-фенотип (33, 34), включая генетические, эволюционные и фенотипические вариации пластичности, определяющие эволюцию и адаптацию к новой среде. .

Материалы и методы

Геометрическая морфометрия носовых полостей современного человека и неандертальца.

Мы проанализировали образец компьютерной томографии лица 38 MH, собранных в больнице Italiano Image Service во время трех эпизодов набора в 2010, 2011 и 2012 годах.Сканы были получены с использованием аппаратов Toshiba Aquilion 16 и Toshiba Aquilion 64, принадлежащих итальянской больнице. Люди были набраны во время визита в службу в рамках диагностических исследований патологий или травм, не связанных с внешним или внутренним носом. После подписания информированного согласия, одобренного этическим комитетом больницы Italiano (Enmienda I, 17 октября 2010 г.), пациенты были подвергнуты опросу о происхождении их населения, потреблении лекарств и медицинских антецедентах патологий верхних носовых путей.Происхождение населения было определено после запроса места рождения родителей, бабушек и дедушек, а также прабабушек и дедушек. В связи с недавним увеличением числа китайских мигрантов в Буэнос-Айресе, это исследование позволило нам разделить выборку на две четко обозначенные группы: одну из смешанных аргентинцев юго-западного европейского (в основном испанского и итальянского) происхождения ( n = 26), и еще один из недавних китайских мигрантов (первого или второго поколения) в Буэнос-Айресе ( n = 12; см. SI Приложение ).О черепно-лицевых различиях между выходцами из северо-восточной Азии и юго-западными европейцами сообщалось в других источниках (9, 35), что гарантирует значительную часть черепно-лицевых вариаций современного человека с участием адаптированных к холоду (северо-восточные азиаты) и умеренно адаптированных к теплу (юго-западных европейцев) популяций. Кроме того, в выборку были включены компьютерные томограммы, сделанные на двух классических образцах неандертальцев, Ла Феррасси и Ла Шапель-о-Сен. Оба образца были отобраны среди множества останков неандертальцев, потому что они обеспечивают наибольшую сохранность внутренней костной структуры носа (36), тем самым обеспечивая минимальный костный «шаблон», на который можно экстраполировать покрытие слизистой оболочки современного человека (см. Ниже).КТ-сканирование было исследовано с использованием программного обеспечения 3D Slicer (v 4.1.0; https://www.slicer.org) для размещения трехмерной конфигурации 11 ориентиров ( SI, приложение , таблица S1), расположенных исключительно на костной ткани (рис. 1 и SI Приложение , рис. S1). Даже когда охват ориентирами как во внешних, так и во внутренних структурах носа ограничен состоянием консервации у обоих неандертальцев, эта конфигурация ориентира обеспечивает надлежащее покрытие боковых стенок, верхней части крыши, пола и носовых раковин во всех 38 случаях. + 2 проанализированных экземпляра.Чтобы проанализировать основные морфологические тенденции в выборке, мы вычислили анализ главных компонентов и канонический вариационный анализ с использованием MorphoJ (37). Как и ожидалось, полученное морфопространство занято двумя образцами неандертальцев в положительных значениях первого ПК, тогда как образцы MH занимают отрицательную область морфопространства, определяемую двумя первыми ПК, что объясняет 54,6% общей носовой дисперсии (рис. . 1). Морфопространство, полученное в результате этого PCA, отражает основные различия в костных структурах носа, отделяющих неандертальцев от MHs (рис.1) и использовались в качестве необработанных данных для реконструкции протяженности слизистой оболочки вымерших видов в качестве предварительного шага для выполнения моделирования дыхания CFD. Для этого мы сначала отобрали двух человек из подвыборки живых КТ изображений лица MH (рис. 1). Оба человека были выбраны как представители своих популяций (юго-западные европейские и северо-восточные азиатские предки).

Реконструкция внутренних полостей носа при МЗ.

Мы использовали как минимум 140 срезов из компьютерных томографов обоих субъектов, чтобы построить анатомически правильную 3D-модель носовой и глоточной полостей.Изображения были получены с интервалом 1 мм от плоскости, ограниченной носовыми отверстиями, до заднего конца глотки на уровне заднего носового ости. Трехмерная геометрия носовой и глоточной полостей, включая расширение слизистой оболочки, была реконструирована на основе данных DICOM (цифровая визуализация и коммуникация в медицине) срезов компьютерной томографии с использованием программного обеспечения для визуализации 3D Slicer (https://www.slicer.org ). КТ-сканирование, принадлежащее обоим образцам, было сегментировано путем ручного обведения границ носа на последовательных изображениях, чтобы получить поверхностную триангуляцию для каждого набора данных изображений.Подмножество данных, выбранное в 3D-слайсер, было далее экспортировано в код meshlab (www.meshlab.net/) для создания начальной граничной сетки. Хотя эта сетка полезна для целей визуализации геометрии, она не подходит для анализа CFD. Последние шаги по восстановлению сетки, оптимизации треугольной формы, адаптации плотности к требованиям CFD, различению поверхностей с различными граничными условиями (для этапа расчета) и заполнению объема тетраэдрами с контролируемой формой и плотностью были выполнены на Meshsuite (38), адаптированный специально для такого рода доменов и сеток.После необходимого сглаживания и коррекции артефактов средний размер ячеек составляет h = 1,3 × 10 ⁻⁴ м для обоих образцов. Сетки, представляющие носовую полость для моделей Юго-Западной Европы и Северо-Восточной Азии с различными уровнями детализации, находились в диапазоне от 50 000 до 240 000 узловых точек, что дает разницу в 1-2% в переменных между более грубой и более мелкой сеткой. Моделирование CFD проводилось на обоих доменах в соответствии с условиями, описанными ниже.

Реконструкция внутренних полостей носа у неандертальцев.

Так как нашей конечной целью является сравнение характеристик носовой полости у людей и неандертальцев, мы использовали методы деформации (26, 39), чтобы сделать вывод о распространении мягких тканей в полость неандертальца (неизвестная форма цели), исходя из экстраполяция взаимосвязи между слизистой оболочкой и костными структурами, наблюдаемыми у людей (наблюдаемая эталонная форма), на костную структуру, наблюдаемую у неандертальцев (наблюдаемая форма мишени).В частности, сначала мы выполнили ортогональную проекцию ориентиров, размещенных на костной ткани ( SI Приложение , рис. S1), на поверхность слизистой оболочки, представленную в сетке, полученной, как описано выше. Он представляет собой геометрический мягкий аналог костной носовой полости, который соответствует реальному распространению слизистой оболочки в носовую полость. Таким образом, взяв в качестве начальной формы поверхность носовой полости юго-западной Европы, мы использовали программу Landmark (40) для деформации поверхности, используя вектор изменений формы неандертальцев в среднем по Европе, импортированный ранее из MorphoJ (см. Выше).Обратите внимание, что в отношении размещения неандертальцев в морфопространстве, разница SWE-NEA не оказывает значительного влияния на выбор SWE или NEA в качестве начальной формы (Рис. 1). Поскольку правая сторона образцов неандертальцев сохранилась лучше, чем левая, мы предположили только правую сторону внутренней анатомии носа неандертальца. Результирующая сетка, представляющая трехмерную геометрию неандертальца, состоит из 350 000 ячеек и 80 000 узловых точек и, насколько нам известно, принимает наилучший объем биологической информации относительно H.neanderthalensis осталось приблизиться к истинной анатомически функциональной внутренней носовой геометрии этого вымершего вида. Две реконструированные носовые полости людей из юго-западных европейцев и северо-восточных азиатских предков вместе с предполагаемой формой носовой полости неандертальцев были использованы в дальнейших анализах для моделирования дыхательного цикла в различных климатических условиях. См. SI Приложение .

Количественные генетические модели: тест генетического дрейфа Ланде.

Количественные генетические модели дают конкретные прогнозы о взаимосвязи, связывающей модели внутрипопуляционной и межпопуляционной изменчивости. Взаимосвязь между обоими уровнями изменчивости может использоваться для проверки нулевой гипотезы нейтральной эволюции вместо того, чтобы предполагать, что все морфологические вариации являются адаптивными. Предположение о нейтральности является полезной отправной точкой, даже если оно неверно, потому что предоставление однозначных, проверяемых прогнозов позволяет обнаруживать отклонения от нулевой гипотезы нейтральной эволюции путем изучения ожидаемых величин и паттернов дивергенции форм под влиянием только генетического дрейфа и мутаций (1, 28, 29).Здесь мы используем β-тест, представленный в ссылках (1, 26), который основан на количественно-генетической теории (28), направленной на проверку сигналов генетического дрейфа путем сравнения пропорциональности межпопуляционных дисперсий с использованием геометрических параметров. морфометрические данные. Этот подход основан на представлении о том, что эволюционные механизмы зависят от внутривидовой изменчивости как от топлива для диверсификации популяции, и поэтому морфологические изменения во времени уходят корнями в понимание изменчивости и ковариации на уровне популяции (28).Учитывая, что теория эволюции предсказывает пропорциональную взаимосвязь, связывающую фенотипические вариации внутри и между группами, если популяции диверсифицировались за счет случайных эволюционных процессов, таких как генетический дрейф и только мутации, β-тест использует простую регрессию межгрупповых вариаций (B) на внутригрупповые отклонения (W) по переменным формы для проверки пропорциональности (B и W) отклонений (1, 29). См. SI Приложение .

Благодарности

Андрес Ривас и Неус Мартинес-Абадиас предоставили содержательные комментарии к предыдущим версиям этой работы.Мы благодарим А. Бальзо (Musée de l’Homme) за предоставление компьютерных томограмм черепов неандертальцев, персонал службы изображений Hospital Italiano Image Service за их помощь во время компьютерного сканирования добровольцев, Валерию Энрикес-Авила за их поддержку при составлении компьютерных томографий приматов. , а также двух анонимных рецензентов и члена редакционной коллегии за их вдумчивые комментарии, улучшившие исходную версию этой статьи.

Сноски

• Вклад авторов: S.d.A., M.F.G., C.C., O.V., R.R.P. и R.G.-J. спланированное исследование; S.d.A., M.F.G., C.C., V.R., M.Q.-S., F.M., T.H., C.P., A.R., P.N., B.A.P., C.C.S.d.C., O.V., F.R.-R., N.C., H.G.C., R.R.P. и R.G.-J. проведенное исследование; O.V., F.R.-R., H.G.C., R.R.P. и R.G.-J. внесены новые реагенты / аналитические инструменты; S.d.A., M.F.G., C.C., V.R., M.Q.-S., F.M., T.H., C.P., A.R., P.N., B.A.P., C.C.S.d.C., O.V., F.R.-R., N.C., H.G.C., R.R.P. и R.G.-J. проанализированные данные; и S.d.A., C.C., F.R.-R., R.R.P. и R.G.-J. написал газету.

• Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов.

• Эта статья представляет собой прямое представление PNAS.

• Эта статья содержит вспомогательную информацию на сайте www.pnas.org/lookup/suppl/doi:10.1073/pnas.17037

  /-/DCSupplemental.

Стоит ли полагаться на результаты моделирования?

дек-2020

Как избежать ловушек моделирования процессов

АТУЛ ЧУДХАРИ
Инженеры Тата Консалтинг

Краткое содержание статьи

Моделирование процессов — полезный и мощный инструмент для моделирования технологических схем химических процессов различной сложности.Современные симуляторы построены с использованием всеобъемлющего банка данных чистых компонентов, исчерпывающей библиотеки термодинамических систем, методов оценки физических свойств, генераторов начальной оценки и встроенных алгоритмов для каждой операции устройства с удобным графическим интерфейсом. Эти симуляторы могут решить и оптимизировать практически любую задачу синтеза технологических схем. Однако, несмотря на сложные и строгие методы моделирования в симуляторе, моделирование процессов иногда не может представить реальные данные предприятия.В большинстве случаев пользователь слепо доверяет встроенным конфигурациям и выбору методов по умолчанию в симуляторах, что может привести к ошибочным результатам для конкретных систем. Поскольку симуляторы могут генерировать несколько и порой конфликтующих решений для одного и того же набора параметров внешних входных данных, это вызывает сомнения в их эффективности и надежности. Есть ряд причин для сбоя моделирования. В этой статье обсуждаются различные вопросы, которые могут помочь пользователям получить значимые результаты моделирования и, таким образом, повысить надежность их моделирования.

Элементы имитаторов процессов
С развитием компьютерных технологий и появлением современных инструментов коммерческие пакеты программного обеспечения для моделирования устойчивого состояния стали неотъемлемой частью практики проектирования процессов. Моделирование процесса используется на всех этапах технологических установок, от концепции и технико-экономического обоснования до базового проектирования и детального проектирования, вплоть до ввода в эксплуатацию и модернизации. Синтез технологической схемы с использованием программного обеспечения для моделирования дает баланс тепла и массы, согласующийся с термодинамикой.Этот баланс тепла и массы является прочной основой для всех последующих работ по проектированию, включая подготовку спецификаций оборудования и приборов.

Математические имитационные модели предлагают графический интерфейс типа перетаскивания для настройки конфигураций технологических схем. Графические пользовательские интерфейсы настолько развиты, что упрощают построение больших и сложных моделей; они также предоставляют пошаговое меню и интерактивную справку, позволяющую пользователям легко определять спецификации входных параметров.

Симуляторы

обслуживают широкий спектр единичных операций при уточнении и включают математические алгоритмы решателя, специфичные для каждой модели единичных операций. Например, дистилляционные колонны можно решить, выбрав любой из подходящих заранее подготовленных алгоритмов, таких как Inside Out или chemdist. Короче говоря, практически все единичные операции хорошо поддерживаются и могут быть легко определены с помощью типичного пакета моделирования. Эти математические модели поддерживаются внутренними базами данных, охватывающими банки данных физических и термодинамических свойств.Стремясь расширить возможности программного обеспечения, эти пакеты моделирования предоставляют пользователю несколько вариантов для настройки, а затем для решения технологической схемы. Некоторые из важных вариантов выбора пользователя включают выбор термодинамических методов (для расчета физических свойств чистых компонентов и смесей) и / или конкретных алгоритмов для решения отдельных операций единицы, определения последовательностей вычислений, методов для генерации начальных оценок, методов для определения небиблиотечных компонент и так далее.
Больше выбора, больше путаницы?

По мере того, как становится доступным больше вариантов, ожидается и предполагается, что пользователь достаточно осведомлен, чтобы выбрать подходящие методы и использовать правильный выбор для решения технологической схемы. Поскольку программное обеспечение для моделирования использует современное высокопроизводительное компьютерное оборудование для таких сложных и продвинутых программ моделирования, нет ограничений на программирование в отношении предоставления пользователю нескольких вариантов выбора. Фактически, они все чаще ошибочно интерпретируются как продукты с «большим выбором, большими возможностями».Тем не менее, такое большое количество вариантов, безусловно, представляет собой проблему для инженеров по моделированию процессов, чтобы проверить применимость и пригодность каждого варианта для моделирования данного процесса, проверить преимущества или недостатки выбора и определить его эффективность в рабочем диапазоне. Таким образом, для использования возможностей программного обеспечения для моделирования необходимы соответствующие знания и опыт конкретного процесса. Однако эта основная и фундаментальная проблема может повлиять на качество результатов моделирования.

С увеличением доступности имитационных моделей пользователям стало проще изучать различные варианты проектирования. Обычно эти варианты проектирования включают моделирование одной и той же технологической схемы для различных тематических исследований, например, влияние обработки разного сырья или проверку производительности в разных рабочих условиях. В современном мире высоких скоростей вычислений время вычислений больше не является ограничением при выборе или добавлении необходимого количества проверок. Пользователь может проверить производительность для нескольких случаев, провести анализ «что, если», провести исследования чувствительности и оптимизировать процессы.

Используя инструмент моделирования, можно значительно повысить рентабельность процесса за счет оптимизации конструктивных и рабочих параметров. Таким образом, симуляторы обеспечивают надежную платформу для решения любой технологической схемы с использованием встроенного подхода к моделированию. Тем не менее, некоторые проблемы все еще существуют в отношении нескольких решений, которые могут быть сгенерированы для одной и той же технологической схемы разными пользователями с использованием одного и того же симулятора и с использованием одного и того же набора входных данных. Возможны несколько решений, поскольку пользователям доступны несколько вариантов при настройке технологической схемы.В качестве примера из опыта, типичная башня дегидратации гликоля для тех же входных и выходных спецификаций потребует восьми теоретических ступеней, если выбрана термодинамическая модель на основе уравнения состояния, против 12 теоретических ступеней, если выбрана термодинамическая модель на основе коэффициента активности жидкости. В обоих случаях симулятор сходится, но дает две разные конфигурации оборудования для одного и того же баланса масс.

Слепая вера неопытными инженерами
Знание того, как сконфигурировать технологическую схему в среде моделирования, и знакомство с работой на симуляторе не обязательно подтверждают наличие навыков, необходимых для эффективного решения и анализа результатов синтеза технологической схемы.Вот основная загвоздка. Хотя программы-симуляторы предоставляют ранние предупреждения об отсутствующих входных данных или неадекватных входных данных, может не быть предупреждения, если пользователь выберет неподходящий метод расчета. Это особенно верно, когда пользователи демонстрируют слепую веру в применимость различных вариантов, таких как выбор термодинамической системы. Как показано на рисунке 1, современные симуляторы содержат широкий спектр библиотек операций с устройствами, расширенные библиотеки термодинамических данных, обширные базы данных чистых компонентов и двоичных параметров взаимодействия, генераторы исходных оценок и т. Д.Глядя на эти возможности, кажется, что с большинством проблем моделирования химических заводов или проблем проектирования и оптимизации процессов можно справиться точно и надежно. К сожалению, это не так.

Точность результатов моделирования имеет решающее значение, независимо от репутации развернутого пакета моделирования или скорости получения решения. Если имитационная модель точно не описывает взаимодействие различных компонентов при различных температурах или давлениях с использованием надежных методов, результаты моделирования не будут отражать реальность.Симуляторы — это просто автоматические решатели математических моделей, основанные на входных данных, предоставленных пользователями. Следовательно, входные параметры моделирования требуют тщательной проверки. Кроме того, результаты должны быть тщательно проанализированы на основе фундаментальных принципов и конкретных целей моделирования.

Отличия моделирования и проектирования
В настоящее время широко распространено использование имитаторов процессов для решения проектных задач. Несмотря на то, что симулятор может быть сконфигурирован для решения проблемы проектирования, существует разница в подходе и методе использования симуляторов для достижения решения.Чтобы получить единообразное решение, любая проектная проблема решается поэтапно с использованием фиксированного и определенного метода или процедуры для каждого шага. Однако, когда дело доходит до решения той же проблемы проектирования с помощью симулятора, необходимо применять итеративный подход или подход, основанный на тематическом исследовании. Прежде чем разбираться с подводными камнями моделирования, важно понять разницу между проблемой проектирования и проблемой моделирования.

СКАЧАТЬ ПОЛНУЮ СТАТЬЮ

Современные методы моделирования требуют данных: имитационное моделирование для прогнозирования дихотомических конечных точек | BMC Medical Research Methodology

Современные методы моделирования, такие как SVM, NN и RF, требуют гораздо большего количества событий на переменную для достижения стабильной подтвержденной AUC и оптимизма <0.01, чем более традиционные методы моделирования, такие как LR и CART. Модели CART показали стабильную работу, но на довольно низком уровне. В частности, большее количество событий не привело к более достоверным показателям в когорте с частотой событий 7,6%. У моделей LR был низкий оптимизм, когда количество событий на переменную составляло от 20 до 50. Замечательным открытием было то, что оптимизм моделей RF оставался высоким для трех когорт, даже при большом количестве (более 200) событий на каждую. Переменная.Это указывает на то, что эти модели RF были далеки от надежности. Следует отметить, что проверенные характеристики моделей RF были аналогичны характеристикам моделей LR. Это означает, что особенно радиочастотные модели нуждаются в тщательной проверке для оценки прогнозной производительности, поскольку кажущаяся производительность может быть очень оптимистичной.

Поскольку LR-моделирование требует гораздо меньше данных, чем альтернативные методы моделирования, этот метод может быть особенно полезен для относительно небольших наборов данных. С очень маленькими наборами данных любой метод моделирования приведет к плохо работающим моделям.Наши результаты подтверждают общепринятое правило, что для разумного прогнозного моделирования требуется не менее 10 событий на переменную, даже с использованием надежных методов, таких как LR [11, 12, 15]. Отметим, что для достижения большей стабильности и более высокой ожидаемой производительности желательно большее количество событий на переменную.

Методы моделирования SVM и NN требовали гораздо большего числа событий для каждой переменной для создания моделей со стабильным средним подтвержденным значением AUC и оптимизмом, стремящимся к нулю. Для моделей, созданных с помощью метода моделирования RF, оптимизм даже не сходился к нулю при наибольшем количестве событий на переменную, которую мы оценили.

Очевидно, что модели, созданные с помощью того же метода моделирования, что и эталонная модель, в целом работают лучше всего, что отражает «домашнее преимущество» по сравнению с моделями, созданными с помощью другой техники моделирования, чем эталонная модель. Производительность моделей по разным эталонным моделям была предоставлена ​​для справедливой оценки эффективности рассмотренных подходов.

В то время как модели RF и LR стабильно работали хорошо, CART стабильно работала плохо. Плохая производительность моделирования CART может быть объяснена тем фактом, что непрерывные переменные необходимо классифицировать, с оптимальными порогами, определяемыми из всех возможных точек отсечения, и что, возможно, предполагаются ненужные взаимодействия более высокого порядка между всеми переменными-предикторами.ВЧ-моделирование является очевидным улучшением по сравнению с CART-моделированием [24]. Поэтому примечательно, что CART по-прежнему считается предпочтительным методом моделирования для прогнозирования некоторых заболеваний, таких как травмы [25]. Исследователь всегда должен тщательно продумывать, какой метод моделирования подходит в конкретной ситуации. Использование, например, техники случайного леса только потому, что количество испытуемых превышает 10 000, слишком упрощенно.

Целью нашего исследования было изучить потребность в данных для различных методов моделирования, но не в том, чтобы найти лучший метод моделирования с точки зрения AUC.Насколько нам известно, потребность в данных различных методов моделирования ранее не оценивалась для задач медицинского прогнозирования. Однако в нескольких исследованиях эта тема рассматривалась в контексте прогрессивной выборки для разработки степенного закона, определяющего требуемый размер выборки для прогнозного моделирования. Например, арифметическая выборка применялась с размерами выборки 100, 200, 300, 400 и т. Д. К 11 базам данных репозитория UCI, чтобы получить представление о производительности наивного байесовского классификатора [8].Это исследование привело к тому, что требуемый размер выборки от 300 до 2180 находится в пределах 2% от точности модели, построенной на основе всей базы данных. Другие исследователи смоделировали 3 большие базы данных из репозитория UCI, используя различные методы прогрессивной выборки [9]. Используя метод моделирования C4.5, который мы рассматриваем как вариант CART, размеры выборки 2000 для базы данных светодиодов, 8000 для базы данных CENSUS и 12000 для базы данных WAVEFORM требовались для модели, которая была не более чем на 1% менее точной, чем модель модель на основе всех имеющихся данных.

В другом исследовании сравнивалась производительность 6 инструментов интеллектуального анализа данных при различных размерах выборки для 2 тестовых баз данных (тестовая база данных I с 50 000 записей и база данных тестирования II с 1 500 000 записей), используя точность в качестве меры производительности. Для тестовой базы данных I для всех инструментов стабильный уровень точности был достигнут на уровне 16 000 записей, а для тестовой базы данных II для всех инструментов стабильный уровень был достигнут на уровне 8000 записей [10]. Результаты нашего исследования согласуются с этими исследованиями. Хотя мы использовали проверенные средние значения AUC вместо точности для измерения производительности моделей, мы также обнаружили, что более сложные методы моделирования требуют большого количества событий на переменную для создания моделей с оптимизмом <0.01.

Необходимо учитывать ряд ограничений. Во-первых, мы использовали три когорты с дихотомическими исходами, в которых нелинейность не была серьезной проблемой. Хотя это может быть обычным явлением в медицинских исследованиях, это ограничивает возможности некоторых современных методов моделирования по сравнению с традиционным моделированием логистической регрессии. Если в наборе данных действительно присутствует важная нелинейность, очевидно, что привлекательными являются методы, которые хорошо фиксируют такие нелинейные закономерности. Для решения проблемы нелинейности в рамках регрессии можно рассмотреть различные подходы, включая ограниченные кубические сплайны и дробные полиномы [15, 26].Во-вторых, мы использовали настройки по умолчанию для методов моделирования [8]. Дальнейшие исследования могут исследовать наши оцененные модели, а также другие методы моделирования, такие как LASSO, с использованием других когорт, а также с использованием других параметров моделирования (таких как параметры отсечения, априорные значения и количество субъектов в конечных узлах).

В-третьих, наблюдалась значительная разница в заболеваемости между тремя когортами (47%, 22% и 8%). Чтобы оценить влияние этой разницы в частоте случаев на потребность в данных, мы провели анализ чувствительности.Дальнейшие исследования должны оценить взаимосвязь между распространенностью результата и моделями потребности в данных различных методов моделирования.

Flight Simulator — обзор

10.2.1 Simulation

Цифровые симуляторы полета с полной подвижностью и высокой точностью, которые мы сегодня воспринимаем как должное, являются результатом нескольких взаимодополняющих технологий, которые объединились с конца 1940-х до середины 1960-х годов. Эти революционные устройства, созданные на основе ранних аналоговых симуляторов и тренажеров для выполнения частичных задач, позволили перенести даже самые требовательные тренировки из самолета в более безопасную и эффективную среду (Page, 2000, стр.11).

До появления этой технологии обучение транспортных экипажей проводилось на реальных самолетах. Пилот-инструктор или оценщик отвечал за безопасность и эффективность полета в дополнение к обучению и оценке экипажей кабины экипажа. В авиакомпаниях и в армии пилоты-инструкторы, бортинженеры-инструкторы и проверяющий летчик прошли через обширную собственную программу обучения, которая гарантировала, что они могут проводить обучение, всегда поддерживая безопасность самолета, который они использовали в качестве учебной платформы.Отказ двигателей при взлете, посадка без закрылков, приземление вне двигателя и другие довольно опасные маневры — все это происходило на реальном самолете. Сама природа любого обучения обязательно ограничивалась тем, что можно было безопасно преподнести. Помимо этих довольно очевидных проблем с безопасностью, важным фактором была и экономика. Расходы на управление реактивным транспортом огромны. Когда этот самолет используется в качестве учебной платформы, а также выводится из службы доходов, расходы умножаются.

Эти ограничения объема обучения, которое может быть проведено в самолете, создали среду, которая сильно отличалась от реальной работы на линии.Было непрактично сжигать топливо и добавлять циклы к кораблю для каких-либо целей, кроме наиболее важных для фактического управления самолетом. Все больше внимания уделялось техническим навыкам в отрыве от какой-либо подготовки по управлению полетами. Такая изоляция индивидуальных технических навыков при обучении не была идеальной, но тенденция в этой среде развивалась естественным образом. Этот эффект усиливал тот факт, что технология наземных тренажеров изначально была ограничена инструкторами, способными выполнять частичные задачи.Итак, культура привыкла к тренировкам таким образом, по частям, буквально по частям. Одним из возможных последствий были непреднамеренные негативные эффекты в том, что мы теперь называем навыками CRM. Давайте рассмотрим настройку экипажа на одном из этих предварительных тренировочных полетов и посмотрим, как это могло быть так.

Состав летного экипажа на этих тренировочных полетах может состоять из пилота-стажера, бортинженера-стажера, пилота-инструктора и бортинженера-инструктора. Стажеры занимали места управления, для которых их обучали.Пилот-инструктор будет занимать свободное место пилота, а бортинженер-инструктор — откидное кресло. Между каждым из этих людей было много связей, которые можно было рассматривать как «команду», но ни один из них не напоминал реальную команду, в которую стажер станет частью линейных операций.

Основная командная связь была между пилотом-инструктором и бортинженером-инструктором. Их задача заключалась в том, чтобы представить обучаемым режимы отказа, сохраняя при этом ответственность за безопасное управление самолетом.Другой командой будет пилот-стажер с бортинженером-стажером и, возможно, пилот-инструктор, который иногда будет играть определенную роль. Это создавало интересные подводные течения и препятствия для открытого общения между людьми, находящимися в кабине экипажа — того самого условия, которого CRM старается избежать. Эта ситуация никоим образом не напоминала реальный сегмент миссии, где ожидается, что два или три члена экипажа сформируют сплоченную команду для планирования полета и безопасного управления самолетом от пункта к пункту. Однако это было лучшее, что могли предложить технологии и концепции того времени.

Безопасность и экономика сделали перенос тренировок с самолета на тренажер довольно простым. Самолеты были повреждены, а пилоты погибли, выполняя рискованные маневры на тренировочных самолетах (NTSB, 1973). К концу 1970-х годов большинство крупных авиакомпаний либо владели, либо имели доступ к устройствам моделирования, которые очень точно моделировали летательные аппараты, которыми они управляли (Page, 2000).

Современные цифровые имитаторы полета избавили летных инструкторов от основной и одновременной необходимости управления реальной безопасностью полета в учебной среде.Стало возможным точное моделирование летных характеристик самолетов практически любой транспортной категории. Поддерживающие системы, двигатели, гидравлику, электрическую, пневматическую и т. Д. Вместе с соответствующими индикаторами и элементами управления также можно было смоделировать с большой точностью. Визуальные эффекты за окном стали очень реалистичными, поскольку дисплеи стали более четкими. Цифровые модели аэропортов, погоды и местности стали общепринятым стандартом и нормой. Кроме того, они позволили занять все места управления командой, составленной точно так же, как та, которая будет управлять самолетом в линейных операциях.В то время как цифровые технологии произвели революцию в обучении летным транспортным средствам, CRM завоевывала признание и развивалась. Обучение CRM начало переходить в кабину экипажа.

Программно-определяемая архитектура: современное моделирование GNSS

Со времен колеса люди изобретали технологии, которые привели к изменению нашего образа действий. То же самое и в мире моделирования GPS / GNSS. Раньше у вас был практически единственный выбор: моделирование с использованием фиксированного выделенного оборудования.Сегодня революционная инновация, называемая программно-определяемой архитектурой, быстро вытесняет традиционную индивидуальную архитектуру.

Я верю, что будущее моделирования лежит в этом уникальном, новаторском и полностью современном подходе. Давайте посмотрим, как они сравниваются.

Моделирование с использованием фиксированного выделенного оборудования (на заказ)

В этом подходе используется оборудование, изготавливаемое по индивидуальному заказу, которое производится в небольших количествах. Несмотря на то, что оно широко распространено, оно неэффективно и не очень окрашивается. Я считаю это подходом «старой школы»: он проверен временем, но есть способы лучше.

Почему я так говорю? Потому что, в дополнение к ограниченности и разделенности, подход с фиксированным оборудованием может быть очень ограничивающим, предлагая несколько недостатков:

• Длительные и дорогостоящие обновления и установка, требующие дополнительного оборудования и рабочей силы
• Использование ключевых функций выделено проектом
• Количество сигналов ограничено каналами FPGA
• Фурнитура изготавливается по индивидуальному заказу и производится небольшими партиями
• Обычно между заменой оборудования пять лет или более

Моделирование с использованием открытой программно-определяемой архитектуры

Используя программно-определяемый подход, вы получаете максимальную масштабируемость и гибкость за счет гибкой и быстрой разработки.Для обновления до последних функций требуется только простая загрузка программного обеспечения и установка лицензионного программного обеспечения.

Если посмотреть на множество преимуществ, программно-определяемая архитектура явно превосходит ее, предлагая оптимальную стоимость:

• Он динамичен и ориентирован на будущее
• Получите высочайшую производительность по гораздо более низкой цене
• Покупайте только то, что необходимо сегодня, и расширяйте возможности позже
• Используйте высококачественные SDR и графические процессоры массового производства и получите выгоду от экономии на масштабе
• Интеграция сигналов помех без специального оборудования
• Новые и экспериментальные сигналы можно легко настроить
• Воспользуйтесь преимуществами обновления производительности оборудования COTS для повышения производительности системы — типичные двухлетние циклы
• Библиотеки с открытым исходным кодом и плагины для построения программного решения

Основные соображения перед принятием решения

Если вы разрываетесь между традиционным подходом иболее современный программно-определяемый подход, задайте себе несколько вопросов:

• Вас беспокоят помехи и спуфинг?
• Нужно ли вам видеть приемник во время тестирования?
• Вам нужно автоматизировать ваши тесты?
• Будут ли использовать систему новые или неопытные инженеры?
• Вы все еще платите за каналы и спутники?
• Сколько раз вам приходилось обновлять оборудование за эти годы?

Думаю, вы увидите преимущества перехода к программно определяемой архитектуре.

Не оставайтесь без внимания, полагаясь на старые модели ГНСС-симуляторов. Пришло время перейти в будущее… и это программно-определяемое моделирование.

Современные симуляторы могут улучшить МРТ

На иллюстрации, основанной на моделировании инженеров Университета Райса, показан ион гадолиния (синий) в воде (красный и белый) с выделенной внутренней сферой воды — водой, наиболее подверженной воздействию гадолиния. Созданные исследователями модели гадолиния в воде показывают, что есть возможности для улучшения соединений, используемых в качестве контрастных агентов в клинической магнитно-резонансной томографии.Предоставлено: Арджун Валия Парамбату.

Контрастные вещества на основе гадолиния, золотой стандарт магнитно-резонансной томографии (МРТ) для определения состояния здоровья пациента, могут быть улучшены, по словам инженеров Университета Райса, которые уточняют модели, которые они впервые использовали для увеличения добычи нефти и газа.

Группа под руководством Дилипа Астагири и Филипа Сингера из инженерной школы Джорджа Р. Брауна изучала, как инструменты ядерного магнитного резонанса, обычно используемые в нефтяной промышленности для определения характеристик подземных месторождений, могут быть оптимизированы с помощью моделирования молекулярной динамики.

«Мы ответили на множество фундаментальных научных вопросов и задались вопросом, есть ли другие способы использования этих симуляций», — сказал Астагири.

«Ежегодно во всем мире проводится около 100 миллионов МРТ, и около 40% из них используют контрастные вещества на основе гадолиния, но способ моделирования реакции МРТ на эти агенты существенно не изменился с 1980-х годов», — сказал Сингер. «Мы думали, что это будет хороший полигон для наших идей».

Результаты их исследований опубликованы в журнале Королевского химического общества Physical Chemistry Chemical Physics .

Их статья демонстрирует, как ограничение количества параметров в моделировании может улучшить анализ контрастных агентов на основе гадолиния и насколько они эффективны при визуализации для клинической диагностики. Их цель — создавать более качественные и настраиваемые контрастные вещества.

Врачи используют устройства МРТ, чтобы «видеть» состояние мягких тканей внутри тела, включая мозг, путем создания магнитных моментов в ядрах водорода постоянно присутствующих молекул воды, которые выравниваются по магнитному полю.Устройство обнаруживает яркие пятна, когда выровненные ядра «расслабляются» обратно к тепловому равновесию после возбуждения, и чем быстрее они расслабляются, тем ярче контраст.

Вот здесь и появляются парамагнитные контрастные вещества на основе гадолиния. «Ионы гадолиния увеличивают чувствительность и делают сигнал ярче, уменьшая время релаксации T1 ядер водорода», — сказал Астагири. «Наша конечная цель — помочь в оптимизации и разработке этих агентов».

Обычно гадолиний «хелатирован» — окружен ионами металлов, чтобы сделать его менее токсичным.«Организм не удаляет гадолиний сам по себе и нуждается в хелатировании, чтобы почки могли избавиться от него после сканирования», — сказал Сингер. «Но хелатирование также замедляет вращение молекул, что создает лучший контраст на МРТ-изображении».

Исследователи отметили, что «хелат» происходит от греческого слова «коготь».«В этом случае эти когти захватывают гадолиний, чтобы сделать его стабильным», — сказал он. «Мы надеемся, что наши модели помогут нам создать более прочный захват, что сделает их более безопасными, а также максимизирует их способность увеличивать контраст».

Они признали, что хелаты гадолиния, которые произвели революцию в МРТ-тестировании, когда были представлены в конце 1980-х, в последнее время вызывали споры, поскольку было обнаружено, что пациенты с почечной недостаточностью не могут вывести все токсины. «С тех пор они выяснили, что если у вас хорошая функция почек, преимущества перевешивают потенциальные риски», — сказал Сингер.

Команда также адаптирует свои модели вне взаимодействия с водой. «В биологических системах клетки имеют другие составляющие, такие как осмолиты и денатуранты, такие как мочевина, поэтому мы моделируем гадолиний с этими различными средами, чтобы использовать их в различных областях», — сказал Астагири.

Иллюстрация, основанная на моделировании инженеров Университета Райса, показывает ион гадолиния (темно-синий), окруженный хелатом, известным как DOTA, в воде. Хелат необходим для минимизации задержки гадолиния в организме после магнитно-резонансной томографии.Зеленые атомы — это углерод, а голубые — азот. Предоставлено: Арджун Валия Парамбату.

---

Лучшие контрастные вещества на основе наночастиц

---

Доп. Информация:
Филип М. Сингер и др., Прогнозирование релаксации 1H ЯМР в Gd3 + -aqua с использованием моделирования молекулярной динамики, Physical Chemistry Chemical Physics (2021).DOI: 10.1039 / D1CP03356E

Предоставлено
Университет Райса

Ссылка :
Современные симуляции могут улучшить МРТ (2021, 20 сентября)
получено 4 декабря 2021 г.
с https: // физ.org / news / 2021-09-modern-simulations-mris.html

Этот документ защищен авторским правом.