Overbruggen van lange tijd en afstand en verschillende schalen

Het onderzoek naar het ontstaan van leven en evolutie, vraagt een groot inlevingsvermogen van wetenschappers. Ze moeten vergelijkingen maken tussen situaties die miljarden jaren uit elkaar liggen. Dat vraagt om gedetailleerde computermodellen die deze sprongen in tijd en schaal eenvoudig hanteerbaar maken.

Overbruggen van lange tijd en afstand en verschillende schalen

Alle Kennisnetwerken van het Origins Center hebben te maken met deze uitdagingen in de beantwoording van hun onderzoeksvragen. Chemische, biologische, fysische en astrofysische waarnemingen, experimenten en simulaties zullen groeiende stromen van grote gegevens opleveren, die worden geïntegreerd om nieuwe kennis te genereren. Daarom zullen nieuwe reken- en wiskundige methoden nodig zijn. Nieuwe meerschalige, wiskundige modellen helpen om de interacties en afhankelijke relaties tussen biologische moleculen, cellen, organismen en hun omgeving zichtbaar te maken en beter te begrijpen.

Het Origins Center heeft de ambitie om in de komende vijf tot tien jaar nieuwe reken- en wiskundige methoden te ontwikkelen voor meerschalige modellering, simulatie en analyse van grote, complexe data.

1. Voor de geologische en planetaire wetenschappen zal een betere schaalintegratie in modellen en onderzoek leiden tot nieuwe inzichten in de mechanismen van de globale verandering. Bijvoorbeeld klimaatverandering, veranderingen in aardmagnetisme en platentektoniek. 

2. Voor de biologische en fysische wetenschappen zullen meerschalige computermodellen ons helpen te begrijpen hoe moleculen zich organiseren tot zelfreplicerende, levende cellen. Maar ook hoe cellen hun krachten kunnen bundelen tot meercellige organismen en hoe organismen ecosystemen vormen. 

3. Voor de wiskunde wordt het steeds belangrijker het collectieve gedrag te voorspellen op basis van individueel gedrag. Ook is er veel vraag naar nieuwe rekentechnieken waarmee op grote schaal individueel gedrag bekeken wordt in een collectief. Nieuwe wiskundige modellen zijn breder toepasbaar dan alleen voor de zoektocht naar de oorsprong en evolutie van het leven. 

4. De reken- en datawetenschap zullen nieuwe methoden moeten ontwikkelen om, in meerschalige computermodellen, gebeurtenissen van verschillend formaat met elkaar te vergelijken. Voorbeelden hiervan zijn de voorspelling van aardbevingen op basis van seismologische trillinkjes die lange tijd worden gemeten. Maar ook de voorspelling van grootschalige ecologische catastrofes op basis van diverse schijnbaar losse waarnemingen in het ecosysteem. Grote, groeiende datasets worden steeds vaker gebruikt voor vroegtijdige waarschuwingen.Om deze doelen te bereiken zal meer gebruik gemaakt gaan worden van de nationale rekenfaciliteiten en moderne High Performance Computing (HPC).

Origins Center Networks

Contact

Evan Spruijt

Radboud University Nijmegen

Evan Spruijt

Radboud University Nijmegen

Website

Bio:


          

Networks:

Fields of interest:

Compartmentalization is a cornerstone of all living systems. We aim to understand how life-like functions such as self-replication, growth and division, could have emerged in simple compartments formed by phase separation under prebiotic conditions. We have developed several minimal model systems that show active growth, dissipative adaptation and self-division. Our ultimate goal is to be able to create a self-proliferating protocell from a mixture of non-living building blocks.
systems chemistry, origins of life, self-assembly, protocells, synthetic cells

Nieuwsbrief

Word een fan van het Origins Center en blijf altijd op de hoogte van de laatste nieuwtjes omtrent al onze onderzoeksvelden!
Ik wil me inschrijven

Deze website maakt gebruik van cookies

Cookies kunnen gebruikt worden voor het bijhouden van statistieken, het optimaliseren van de website, integratie van social media en voor marketingdoeleinden.

cookies aanpassen
alle cookies accepteren

Lees meer over cookies in onze privacyverklaring.

deze cookies accepteren