QUT-onderzoekers die werken aan gecompliceerde problemen in de landbouw, ecologie en geneeskunde hebben een wiskundig model ontwikkeld om snellere oplossingen mogelijk te maken.

Vragen over interventie, hoe sterk en hoe lang, zijn slechts enkele van de oordelen waarmee artsen en wetenschappers te maken krijgen tijdens de dagelijkse besluitvorming.

Van gewasproductie tot chemotherapie, nieuw onderzoek gepubliceerd in Tijdschrift van de Royal Society Interface , verbetert het bepalen van de 'beste' interventiestrategieën.

Professor Matthew Simpson, doctoraat onderzoeker Jesse Sharp (foto links) en professor Kevin Burrage van QUT's Centre for Data Science en Australian Centre of Excellence for Mathematical and Statistical Frontiers (ACEMS) hebben de nieuwe wiskundige methode ontwikkeld om sneller verschillende scenario's te simuleren om tot optimale oplossingen te komen.

meneer Scherp, die zijn Ph.D. studeert, zei dat de methode een optimale controletheorie omvatte die zou kunnen worden beschreven als een "wetenschap van afwegingen" tussen concurrerende doelstellingen.

"Het gebruik van wiskundige optimalisatietechnieken helpt ons om slimmer, efficiëntere beslissingen over de toewijzing van middelen, " hij zei.

"Als je iemand te veel chemotherapie geeft, u kunt de leukemie en de patiënt doden. In dat geval, de 'kosten' zijn duidelijk veel te hoog, " hij zei.

Hij zei dat het belangrijk is om de juiste balans te vinden tussen de voordelen van de chemotherapie en de nadelige bijwerkingen.

"Je doet een gok, voer dat scenario uit, gebruik wiskundige technieken om uw gok steeds weer te verbeteren om steeds dichter bij de optimale oplossing te komen, " hij zei.

"Wat we doen is de numerieke technieken verbeteren, dus je hoeft dat probleem alleen maar minder keer op te lossen."

De methode kan ook worden toegepast op landbouwpraktijken (zie links), bijvoorbeeld bij het bepalen van opties voor het bemesten van gewassen.

De optimale beheersingsstrategie die ontstaat voor een gegeven situatie hangt af van hoe optimaliteit wordt gekarakteriseerd en wat de 'beste uitkomst' betekent in de context van de specifieke situatie.

De heer Sharp zei dat de illustratie 'geen controle' als de eenvoudigste strategie liet zien, terwijl 'bang bang'-controle een interventie was die wisselde tussen maximale en geen kunstmest, overwegende dat bij 'continue controle, " de meststof kan worden toegepast in elke hoeveelheid die in de loop van de tijd kan veranderen.

"Bij dit onderzoek we verbeteren de efficiëntie van de computationele technieken die momenteel worden gebruikt om deze optimalisatieproblemen op te lossen, " hij zei.

"De verbeterde efficiëntie kan ons in staat stellen om complexere problemen aan te pakken die voorheen mogelijk te duur waren en te traag om op te lossen."

Professor Matthew Simpson zei dat het onderzoek kan worden toegepast op een reeks problemen.

"We kunnen ofwel sneller een oplossing vinden dan voorheen, of we kunnen een oplossing vinden waar de computationele methoden in het verleden niet als oplossing hebben gevonden, ' zei professor Simpson.

"Elke keer dat je een soort systeem hebt waarvoor je een uitvoer wilt, dus het kan zoiets zijn als een zelfrijdende auto of een biologisch systeem, dit is een strategie die u de optimale protocollen kan vertellen."