Biomechanics of Cell Structures for Haptic Simulations.
用于触觉模拟的细胞结构的生物力学。
基本信息
- 批准号:1937358
- 负责人:
- 金额:--
- 依托单位:
- 依托单位国家:英国
- 项目类别:Studentship
- 财政年份:2017
- 资助国家:英国
- 起止时间:2017 至 无数据
- 项目状态:已结题
- 来源:
- 关键词:
项目摘要
The studentship will seek to gain a better understanding of physical modelling techniques appropriate to the cell, and in particular investigate techniques from computer science and engineering that would allow us to:a) track individual molecules and molecule groups - essentially a data problem,b) seek intelligent algorithms to clump molecules together to form cellular forms such as organelles and membranes, andc) give these clumps properties that characterise their actions that reflect their role. This approach would allow an open-source 'physics engines' to compute appropriate solutions.The primary aim is to explore approximate physical models of cellular processes such as muscle contraction or platelet aggregation during thrombosis that can be solved rapidly to allow implementation in a haptic interaction. The primary goal is to facilitate a 'hands on' understanding of the cellular process for students, and to allow them to explore 'what if' scenarios in an interactive haptic virtual reality learning environment. Some initial work in this area was done by the investigators when they modelled the materials used for cavity restoration in dentistry however the method is a 'sum of particle pairs' that works well for fluid problems but is insufficiently fast or general for cellular physics.Of particular interest is the modelling of the mechanics of microtubules interacting with dynein and kinesins proteins. Dynein and kinesin essentially 'walk' along the microtubules and provide the mechanisms behind several cell processes including muscle contraction, cell division and protein transport. Microtubules are also vital in platelet activity (production, quiescence, activation and thrombus formation), and is relevant to understanding blood clot formation. Thus this research studentship is joint between the Platelet Biology Research Group and the University of Reading Haptics network. It has the potential to both advance haptic and virtual reality simulation techniques and to advance understanding of platelet mechanics.
学生将寻求更好地了解适合细胞的物理建模技术,特别是研究计算机科学和工程技术,使我们能够:a)跟踪单个分子和分子组-本质上是一个数据问题,B)寻求智能算法将分子聚集在一起形成细胞形式,如细胞器和膜,以及c)赋予这些团块属性,以反映其作用。这种方法将允许一个开源的“物理引擎”来计算适当的解决方案。主要目的是探索近似的物理模型的细胞过程,如肌肉收缩或血小板聚集在血栓形成过程中,可以快速解决,允许在触觉交互的实施。主要目标是促进学生对细胞过程的“动手”理解,并允许他们在交互式触觉虚拟现实学习环境中探索“如果”场景。在这一领域的一些初步工作是由研究人员做的,当他们模拟用于牙科腔修复的材料时,然而该方法是"粒子对的总和",适用于流体问题,但对于细胞物理学来说不够快或一般。特别感兴趣的是微管与动力蛋白和驱动蛋白相互作用的力学模型。动力蛋白和驱动蛋白基本上沿着微管“行走”,并提供几个细胞过程背后的机制,包括肌肉收缩,细胞分裂和蛋白质运输。微管在血小板活性(产生、静止、活化和血栓形成)中也是至关重要的,并且与理解血凝块形成有关。因此,这项研究奖学金是血小板生物学研究小组和阅读触觉网络大学之间的联合。它有可能既推进触觉和虚拟现实模拟技术,并促进血小板力学的理解。
项目成果
期刊论文数量(2)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
An efficient alpha helix model and simulation framework for stationary electrostatic interaction force estimation.
- DOI:10.1038/s41598-021-88369-3
- 发表时间:2021-04-27
- 期刊:
- 影响因子:4.6
- 作者:Butcher GG;Harwin WS;Jones CI
- 通讯作者:Jones CI
Analysis of Talin-1 Subdomain Structures in Determining Force Response under Tension
Talin-1 子域结构在确定张力下力响应中的分析
- DOI:
- 发表时间:2019
- 期刊:
- 影响因子:0
- 作者:Butcher, G. G.
- 通讯作者:Butcher, G. G.
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- 通讯作者:
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- 通讯作者:
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