Kwantitatieve modellen op basis van niet-lineaire dynamiek en complexe systemen worden veelvuldig gebruikt op verschillende gebieden, variërend van klimaatonderzoek tot neurowetenschap tot energienetwerken. dergelijke systemen, inclusief biologische organismen, bestaan ​​uit op elkaar inwerkende eenheden met oscillerende elementen. Bijvoorbeeld, verschillende meetbare grootheden in levende systemen zoals bloedstroom, ademhaling en hersenactiviteit zijn oscillerend en hun frequenties en amplitudes variëren in de tijd, vaak op een bijna deterministische en bijna periodieke manier. Het is van cruciaal belang om deze tijdsvariabele oscillaties te begrijpen om toepassingen te kunnen ontwikkelen op gebieden als fysiologie en geneeskunde.

Voer KOSMOS in, het door de EU gefinancierde project dat tot doel heeft complexe oscillerende systemen te analyseren die "overvloedig van aard zijn, fysieke en technische apparaten, en levenswetenschappen, " zoals uitgelegd op CORDIS. Het richt zich met name op systemen die zijn samengesteld uit meerdere onderling verbonden subeenheden die op verschillende tijdschalen werken. "De nieuwe interdisciplinaire benadering van COSMOS is om theoretische technieken te combineren met gegevensanalyseprocedures, om de ontwikkeling en validatie van originele analysemethoden voor complexe systemen mogelijk te maken."

Volgens de projectwebsite een "gebruiksvriendelijk softwarepakket zal uiteindelijk worden ontwikkeld om de methoden toegankelijk te maken voor een breed scala aan potentiële gebruikers, inclusief die met minimale theoretische competenties." Dezelfde website vat het onderzoeksconcept samen en merkt op dat COSMOS bestaat uit 15 verschillende projecten die allemaal werken aan gerelateerde thema's rond de analyse van complexe signalen.

Interdisciplinaire aanpak

Als onderdeel van de doelstellingen van het programma, "COSMOS zal 15 ESR's [onderzoekers in een vroeg stadium] opleiden op het raakvlak tussen natuurkunde, Toegepaste wiskunde, en levenswetenschappen, integratie van theoretische en datagestuurde methoden om de onderzoekers concurrerend te maken voor een breed scala aan industriële en academische posities."

Wetenschappelijke training omvat niet-lineaire dynamiek, numerieke methoden en statistische mechanica. Indien vereist, de basis van neurowetenschap, fysiologie en systeembiologie komen aan bod. Ook complexere onderwerpen komen aan bod, inclusief informatietheoretische methoden, synchronisatie, netwerk analyse, geavanceerde niet-lineaire dynamische indicatoren, inferentiemethoden en niet-evenwichtsthermodynamica.

Alle 15 onderzoekers die hebben deelgenomen aan het lopende COSMOS-project (Complex Oscillatory Systems:Modeling and Analysis) hebben aan hun Ph.D. scripties onder begeleiding van 2 teams aan 2 universiteiten, zoals vereist door het European Joint Doctorate-formaat.

Een nieuwsbericht van het Sloveense persbureau benadrukt dat het "fenomeen van oscillerend dynamisch en oscillerend gedrag overal aanwezig is, niet alleen in zeer complexe fysieke experimenten." Geciteerd in hetzelfde nieuwsbericht, COSMOS-coördinator Arkady Pikovsky zegt:"Als je bijvoorbeeld van Europa naar Amerika vliegt, ervaar je een jetlag en dit is je oscillerende systeem van dag en nacht, je organisme moet opnieuw worden gesynchroniseerd met nieuwe omstandigheden en dit is een van de onderwerpen van dit wetenschapsgebied."