Pilnatis ir matematiniai algoritmai  (0)

Jau se­niai ke­lia­mos hi­po­te­zės, kad tam ti­kri Že­mės mag­ne­ti­nio lau­ko svy­ra­vi­mai ga­li la­bai stip­riai pa­veik­ti žmo­nių, ypač li­go­nių, sa­vi­jau­tą. Da­bar šias su­dė­tin­gas hi­po­te­zes mė­gi­na­ma pa­tvir­tin­ti, pa­sak Kau­no tech­no­lo­gi­jos uni­ver­si­te­to (KTU) pro­fe­so­riaus Min­vy­do Ra­guls­kio, ma­te­ma­ti­niais įro­dy­mais, ap­do­ro­jus di­džiu­lius in­for­ma­ci­jos srau­tus.


Prisijunk prie technologijos.lt komandos!

Laisvas grafikas, uždarbis, daug įdomių veiklų. Patirtis nebūtina, reikia tik entuziazmo.

Sudomino? Užpildyk šią anketą!

Že­mės mag­ne­ti­nio lau­ko ir gy­vų or­ga­niz­mų są­vei­kos ty­ri­mai ne taip se­niai pra­dė­ti vi­sa­me pa­sau­ly­je. Į juos įsi­trau­kė ir Lie­tu­vos moks­li­nin­kai. KTU ir Lie­tu­vos svei­ka­tos moks­lų uni­ver­si­te­to (LSMU) ty­rė­jai ne tik ieš­ko ma­te­ma­ti­ne lo­gi­ka pa­grįs­tų at­sa­ky­mų, bet ir pla­nuo­ja po vie­nų ar dve­jų me­tų su­kur­ti elek­tro­ni­nę įran­gą, ku­ri pa­dė­tų tam ti­kro­mis li­go­mis ser­gan­tiems žmo­nėms leng­viau pa­kel­ti ža­lin­gą Že­mės mag­ne­ti­nio lau­ko svy­ra­vi­mų po­vei­kį.

Pa­sau­li­nia­me tinkle

Kaip pa­sa­ko­jo prof. M. Ra­guls­kis, Šir­dies ma­te­ma­ti­kos ins­ti­tu­to (Ins­ti­tu­te of HeartMath) JAV moks­li­nin­kai pir­mie­ji at­krei­pė dė­me­sį, kad tarp Že­mės mag­ne­ti­nio lau­ko ir žmo­gaus sa­vi­jau­tos yra glau­dus ry­šys. Nu­spręs­ta ma­tuo­ti Že­mės mag­ne­ti­nio lau­ko ly­gio ki­ti­mą ir ieš­ko­ti kon­kre­čių są­sa­jų. Prieš ke­le­rius me­tus Ka­li­for­ni­jo­je bu­vo pa­sta­ty­tas pir­ma­sis mag­ne­to­me­tras, ta­čiau Šir­dies ma­te­ma­ti­kos ins­ti­tu­to ty­rė­jams iš­ki­lo tiek daug klau­si­mų, kad ieš­kant at­sa­ky­mų rei­kė­jo glau­des­nio tarp­tau­ti­nio bend­ra­dar­bia­vi­mo. Taip at­si­ra­do ini­cia­ty­va kur­ti mag­ne­to­me­trų tink­lą įvai­rio­se pa­sau­lio ša­ly­se. Šie­met toks prie­tai­sas įreng­tas Lie­tu­vo­je - penk­tas pa­sau­ly­je po Ka­li­for­ni­jo­je, Šiau­rės Ka­na­do­je (ne­to­li šiau­rės mag­ne­ti­nio po­liaus), Nau­jo­jo­je Ze­lan­di­jo­je ir Ara­bi­jos pu­sia­sa­ly­je pa­sta­ty­tų mag­ne­to­me­trų.

Anot Šir­dies ma­te­ma­ti­kos ins­ti­tu­to ty­rė­jų, Že­mės mag­ne­ti­nio lau­ko duo­me­nys, gau­na­mi iš kon­kre­taus mag­ne­to­me­tro, ga­li bū­ti api­bend­ri­na­mi maž­daug tūks­tan­čio ki­lo­me­trų spin­du­liu. Vie­ta, kur ga­li bū­ti sta­to­mas mag­ne­to­me­tras, par­en­ka­ma at­li­kus iš­sa­mius ty­ri­mus. Svar­biau­sia, kad ji bū­tų kuo ma­žiau už­terš­ta žmo­gaus su­kur­tais mag­ne­ti­nio lau­ko triukš­mais. Vie­no ki­lo­me­tro at­stu­mu ap­lin­kui ne­tu­ri bū­ti jo­kių įmo­nių ar ga­myk­lų, va­žiuo­ja­mo ke­lio, dir­ba­mos že­mės, aukš­tos įtam­pos elek­tros per­da­vi­mo li­ni­jų. Be to, rei­ka­lin­gas ne­per­trau­kia­mas in­ter­ne­ti­nio ry­šio ka­na­las. Pa­pil­do­mas rei­ka­la­vi­mas - prie­tai­sas mag­ne­ti­niam lau­kui ma­tuo­ti tu­ri bū­ti nuo­lat mai­ti­na­mas 220 vol­tų įtam­pa. Vis­ką su­dė­jus pri­im­tas spren­di­mas penk­tą­jį pa­sau­ly­je mag­ne­to­me­trą įreng­ti ne­to­li Bai­so­ga­los, Lie­tu­vo­je. To­kių vie­tų kan­di­da­čių pra­džio­je bu­vo nu­ma­ty­ta ir Ško­ti­jo­je, ta­čiau jos po at­lik­tų ban­dy­mų at­kri­to.

Lie­tu­vos moks­li­nin­kai jau ne pir­mus me­tus bend­ra­dar­biau­ja su Šir­dies ma­te­ma­ti­kos ins­ti­tu­to ty­rė­jais. Bend­ra­dar­bia­vi­mas už­si­mez­gė LSMU pro­fe­so­riaus Al­fon­so Vai­no­ro ini­cia­ty­va. Iš Ka­li­for­ni­jos bu­vo gau­na­mi įra­šy­ti mag­ne­to­me­tro duo­me­nys ir prof. M. Ra­guls­kis kar­tu su prof. Ze­no­nu Na­vic­ku bei ki­tais ko­le­go­mis KTU Ma­te­ma­ti­nio mo­de­lia­vi­mo ir Tai­ko­mo­sios ma­te­ma­ti­kos ka­ted­ro­se kū­rė ma­te­ma­ti­nius mo­de­lius, ma­te­ma­ti­nius al­go­rit­mus jų ana­li­zei. Ne­stan­dar­ti­nis po­žiū­ris į duo­me­nų komp­lek­siš­ku­mo ana­li­zę, jų gi­les­nių są­sa­jų įver­ti­ni­mas pa­da­rė įspū­dį ame­ri­kie­čiams ir taip pat pri­si­dė­jo, kad mag­ne­to­me­tras bū­tų pa­do­va­no­tas Lie­tu­vai. Nau­ja­sis prie­tai­sas LSMU Gy­vu­li­nin­kys­tės ins­ti­tu­to te­ri­to­ri­jo­je ne­to­li Bai­so­ga­los at­vė­rė ga­li­my­bę Lie­tu­vos moks­li­nin­kams, ypač jau­niems spe­cia­lis­tams, dok­to­ran­tams ir ma­gis­tran­tams, tie­sio­giai da­ly­vau­ti ku­riant pa­sau­li­nį tink­lą: val­dy­ti mag­ne­to­me­tro duo­me­nų srau­tus, juos ap­do­ro­ti, įsi­trauk­ti į reikš­min­gus tarp­tau­ti­nius ty­ri­mus.

Nuo in­tui­ci­jos iki pagrindimo

Duo­me­nys iš mag­ne­to­me­trų gau­na­mi rea­liu lai­ku ir jun­gia­mi į bend­rą tink­lą. Mė­gi­na­ma ieš­ko­ti są­sa­jų su įvai­riais bio­lo­gi­niais sig­na­lais, nu­sa­kan­čiais tiek žmo­nių, tiek gy­vū­nų elg­se­ną, svei­ka­tą ir ki­tus par­ame­trus. Ne vel­tui ma­no­ma, kad, pa­vyz­džiui, Sau­lės vė­jo su­kel­tos mag­ne­ti­nės aud­ros ga­li tu­rė­ti įta­kos šir­dies ir krau­ja­gys­lių sis­te­mos li­go­mis ser­gan­čių žmo­nių sa­vi­jau­tai. Se­niai pa­ste­bė­tas ir Mė­nu­lio pil­na­ties po­vei­kis kai ku­riems žmo­nėms. LSMU ir KTU moks­li­nin­kai kar­tu ti­ria Že­mės mag­ne­ti­nio lau­ko par­ame­trų ki­ti­mo įta­ką žmo­gaus or­ga­niz­mui. Daug dar­bų ini­ci­juo­ja LSMU Svei­ka­tos ty­ri­mų ins­ti­tu­to moks­li­nin­kas prof. A. Vai­no­ras. Pa­vyz­džiui, yra hi­po­te­zė, kad as­me­nims, tu­rin­tiems me­džia­gų apy­kai­tos prob­le­mų, lo­ka­laus Že­mės mag­ne­ti­nio lau­ko svy­ra­vi­mai ga­li tu­rė­ti la­bai rim­tą po­vei­kį, lem­ti di­de­lius su­tri­ki­mus. Ieš­ko­ma ir tech­no­lo­gi­nių spren­di­mų, ku­rie ga­lė­tų pa­dė­ti žmo­nėms, var­gi­na­miems Že­mės mag­ne­ti­nio lau­ko kai­tos cha­rak­te­ris­ti­kų.

"Vi­si ge­rai ži­no­me, kad kai ku­rio­mis li­go­mis ser­gan­tiems žmo­nėms la­bai nau­din­ga gy­vū­nų te­ra­pi­ja. Pa­vyz­džiui, del­fi­nų te­ra­pi­ja - vai­kams, tu­rin­tiems tam ti­krų sme­ge­nų funk­ci­jų su­tri­ki­mų. Ar­ba žir­gų te­ra­pi­ja - žmo­nėms, iš­gy­ve­nan­tiems di­de­lį stre­są. Tiek gy­vū­no, tiek žmo­gaus šir­dies ir krau­ja­gys­lių sis­te­mos ma­ta­vi­mai, kar­tu ver­ti­nant ir Že­mės mag­ne­ti­nio lau­ko svy­ra­vi­mus, lei­džia nau­jai pa­žvelg­ti į to­kius da­ly­kus, ku­rie anks­čiau bu­vo pri­pa­žįs­ta­mi tie­siog in­tui­ty­viai. Da­bar šiems pro­ce­sams mė­gi­na­me at­ras­ti griež­tą ma­te­ma­ti­nį ap­ra­šy­mą", - sa­kė prof. M. Ra­guls­kis.

Ku­ria­si jung­ti­nė ty­ri­mų gru­pė. KTU ma­te­ma­ti­kų ko­lek­ty­vas bend­ra­dar­biau­ja ma­te­ma­ti­nės sig­na­lų ana­li­zės sri­ty­je, tir­da­mi ma­te­ma­ti­nius al­go­rit­mus, ga­na su­dė­tin­gus "už­triukš­min­tus" sig­na­lus, įvai­rių sig­na­lų są­sa­jas, jų komp­lek­siš­ku­mą. Šio­je sri­ty­je yra daug iš­šū­kių, ta­čiau LSMU moks­li­nin­kai, pa­sak prof. M. Ra­guls­kio, ke­lia dar svar­bes­nius klau­si­mus - kaip pa­nau­do­ti tuos al­go­rit­mus, ma­te­ma­ti­nius me­to­dus jau da­rant įžval­gas. Ne tik in­for­muo­jant vi­suo­me­nę, kad, pa­vyz­džiui, ku­riuo nors me­tu Sau­lės vė­jo ke­lia­mas Že­mės mag­ne­ti­nio lau­ko at­sa­kas ga­li bū­ti pa­vo­jin­gas se­ny­vo am­žiaus žmo­nėms, ser­gan­tiems šir­dies ir krau­ja­gys­lių sis­te­mos li­go­mis, bet ir siū­lant tam ti­kras me­to­di­kas, net elek­tro­ni­kos prie­mo­nes, ku­rios ga­lė­tų pa­leng­vin­ti li­go­nių būk­lę.

Kar­tu su orų prognoze

Bai­so­ga­los mag­ne­to­me­tro duo­me­nys, tie­sio­gi­niu re­ži­mu prie­ina­mi ir per Šir­dies ma­te­ma­ti­kos ins­ti­tu­to tink­la­la­pį, pla­čia­jai vi­suo­me­nei nie­ko ne­sa­ky­tų. Su­dė­tin­gų sig­na­lų se­kai in­terp­re­tuo­ti rei­kia ati­tin­ka­mų ma­te­ma­ti­nių prie­mo­nių, ku­rios lei­džia įver­tin­ti, kas pa­slėp­ta. Tik at­li­kus sig­na­lų ana­li­zę ir ko­re­liuo­jant su įvai­riais ki­tais par­ame­trais, ga­li­ma, kaip pa­brė­žė prof. M. Ra­guls­kis, iš­gry­nin­ti in­for­ma­ci­ją apie pro­ce­sus, ku­rie tu­ri įta­kos žmo­gaus or­ga­niz­mui. Moks­li­nin­kas ne­at­me­tė ga­li­my­bės, kad po me­tų ki­tų in­for­ma­ci­ja apie Že­mės mag­ne­ti­nio lau­ko svy­ra­vi­mus bus skel­bia­ma, tar­kim, kar­tu su orų prog­no­ze - in­for­muo­ja­ma apie ga­li­mą Že­mės mag­ne­ti­nio lau­ko po­vei­kį žmo­nių svei­ka­tai, ypač tiems as­me­nims, ku­rie tu­ri prob­le­mų dėl me­džia­gų apy­kai­tos ar šir­dies ir krau­ja­gys­lių sis­te­mos veik­los.

"Ne­bu­ria­me iš ka­vos tirš­čių, - juo­kė­si ty­rė­jas. - Ma­te­ma­ti­ka yra tiks­lu­sis moks­las. Mū­sų dar­bų tiks­las - hi­po­te­zes pa­vers­ti pa­grįs­to­mis tie­so­mis. La­bai kon­kre­čiai, ma­te­ma­ti­niais ter­mi­nais ne­no­riu kal­bė­ti. Ko­re­lia­ci­nė ana­li­zė, spek­tri­nė ana­li­zė, ma­tri­cų ana­li­zė, spek­tri­nės de­kom­po­zi­ci­jos, nu­lpo­ten­tai ir vi­so­kiau­si ki­to­kie da­ly­kai žmo­nėms bū­tų pa­pras­čiau­siai nuo­bo­du."

Bet ku­riuo at­ve­ju la­bai įdo­mu, kad da­bar rim­ti ma­te­ma­ti­kai ty­ri­nė­ja to­kius da­ly­kus, iš ku­rių anks­čiau bū­da­vo tie­siog pa­si­šai­po­ma. Pa­vyz­džiui, Mė­nu­lio pil­na­ties po­vei­kis žmo­nėms. Są­sa­jų tarp šios Mė­nu­lio fa­zės ir pa­gau­sė­jan­čių skam­bu­čių pa­gal­bos li­ni­ja, sa­vi­žu­dy­bių ir smur­ti­nių nu­si­kal­ti­mų jau se­niai pa­ste­bė­ta, ta­čiau pa­grįs­ti, ko­kios kon­kre­čiai prie­žas­tys jas le­mia, vis dėl­to nė­ra taip pa­pras­ta.

Že­mė­je ir kosmose

Prof. M. Ra­guls­kis pa­sa­ko­jo, kad Šir­dies ma­te­ma­ti­kos ins­ti­tu­to moks­li­nin­kai kar­tu su JAV kos­mo­so ty­ri­mų agen­tū­ra NA­SA vyk­do pro­jek­tą, su­si­ju­sį su pla­nuo­ja­mo­mis as­tro­nau­tų ke­lio­nė­mis į Mar­są. Kai as­tro­nau­tas grįž­ta į Že­mę, iš­bu­vęs or­bi­to­je pu­sę me­tų, jo lau­kia il­ga rea­bi­li­ta­ci­ja. Nors vi­są lai­ką spor­ta­vo, at­li­ko fi­zi­nius pra­ti­mus - aki­vaiz­di rau­me­nų, ypač ko­jų, at­ro­fi­ja. Ta­čiau žmo­gui, po stu­bu­ro ope­ra­ci­jos pu­sę me­tų pri­kaus­ty­tam prie lo­vos, ko­jų rau­me­nų at­ro­fi­jos nė­ra. Ži­no­ma, rei­kia tam ti­kros rea­bi­li­ta­ci­jos, ta­čiau yra at­ve­jų, kai žmo­gus tie­siog at­sis­to­ja ir ei­na.

"Vie­na hi­po­te­zių bū­tų ta, kad žmo­gus, kaip or­ga­niz­mas, gy­ve­nan­tis Že­mės pa­vir­šiu­je, yra na­tū­ra­liai pri­si­tai­kęs prie jos mag­ne­ti­nio lau­ko. To lau­ko va­di­na­mie­ji Šu­ma­no re­zo­nan­sai, ypač že­mo daž­nio - bū­tent 0,1 Hz - svy­ra­vi­mai tu­ri la­bai di­de­lių są­sa­jų su pa­grin­di­niais me­ta­bo­li­niais par­ame­trais, val­dan­čiais lim­fos te­kė­ji­mą žmo­gaus or­ga­niz­me, - aiš­ki­no moks­li­nin­kas. - Kai as­tro­nau­tas ne­bė­ra ta­me lo­ka­lia­me Že­mės mag­ne­ti­nia­me lau­ke, jis ne­be­gau­na ypač že­mo 0,1 Hz daž­nio po­vei­kio. Ne­be­vyks­ta sinch­ro­ni­za­ci­ja tarp žmo­gaus fi­zio­lo­gi­nių pro­ce­sų ir Že­mės mag­ne­ti­nio lau­ko. Tai yra ti­kras iš­šū­kis žmo­gaus or­ga­niz­mo funk­cio­na­lu­mui ir ypač ak­tua­lu pla­nuo­jant as­tro­nau­tų ke­lio­nes į Mar­są. Jei po aš­tuo­nių mė­ne­sių or­bi­to­je nu­si­lei­dę ant Mar­so pla­ne­tos pa­vir­šiaus as­tro­nau­tai pa­pras­čiau­siai ne­ga­lė­tų vaikš­čio­ti dėl ko­jų rau­me­nų at­ro­fi­jos, Šir­dies ma­te­ma­ti­kos ins­ti­tu­to ty­rė­jai ti­ki­si su­kur­ti spe­cia­lius dra­bu­žius, ku­rie ga­lė­tų "pa­mai­tin­ti" žmo­gaus or­ga­niz­mą tuo trūks­ta­mu 0,1 Hz svy­ra­vi­mu."

Interviu publikuotas dienraštyje Lietuvos žinios

Pasidalinkite su draugais
Aut. teisės: www.technologijos.lt
Autoriai: Milda Kniežaitė
(0)
(0)
(0)

Komentarai (0)