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人工智能驱动模拟器的兴起：构建新的水晶球
人工智能驱动的模拟器的兴起：构建新的水晶球 计算社区联盟 (CCC) 四年期论文 Ian Foster（芝加哥大学）、David Parkes（哈佛大学）和 Stephan Zheng（Salesforce AI Research） 五十年前，天气预报员努力预测明天的天气是否与今天相同。如今，天气预报通常可以准确预测未来一周或更长时间，让个人和社会能够为不再不可预见的事情做好准备。这种显著的转变在很大程度上归功于计算机，尤其是计算模拟的兴起，这是一种使用计算机预测复杂系统未来状态的方法。模拟最初是在第二次世界大战的最后几天为军事目的而开发的，现在已遍布人类社会和经济领域，为决策者提供了一个非凡的水晶球，不仅可以预测下周的天气，还可以预测飞机在不同天气模式下飞行时的表现、新药对新疾病的有效性以及未来电池中新材料的行为。计算机模拟是在计算机上执行的数学建模过程，旨在预测现实世界或物理系统的行为或结果。 1 模拟通常通过将空间（例如北美）划分为多个小单元来配置，每个小单元保存一组值（例如温度和压力）以及一组本地规则，用于更新下一个时间步骤的单元（例如，基于单元和相邻单元的当前温度和压力，一分钟后的温度/压力）。模拟运行以测量的输入（温度/压力）为种子，并反复应用其规则来随时间更新模拟系统。更准确的输入数据、更小的单元和更好的规则可以实现更高保真度的模拟（例如，下周而不是明天的良好天气预报）。计算机模拟的使用现在在社会上如此普遍，毫不夸张地说，美国和国际的持续繁荣、安全和健康在一定程度上取决于模拟能力的持续改进。如果我们能够预测两周后的天气，指导新病毒性疾病新药的设计，或者管理将生产成本和时间降低一个数量级的新制造工艺，情况会怎样？如果我们能够预测人类的集体行为，例如，在自然灾害期间对疏散请求的响应，或劳动力对财政刺激的反应，情况会怎样？ （另请参阅 CCC Quad 关于疫情信息学的配套论文，其中讨论了
婴儿的肠道菌群：专注于双歧杆菌
以来已经过去了很长时间以来，TheDore Escherich（1857-1911）和Ernst Moro（1874-1951）在婴儿菌群的comportion上进行了很长时间。如今，一个多世纪后，我们仍在研究婴儿菌群的重要性，并试图揭示所谓的“芽孢杆菌”的特殊利益，如今，如今已被称为双杆菌。在过去的二十年中，下一代测序技术的增殖和成本效益不断增加，从婴儿到衰老到衰老，及其与一般健康的关系，对沿着人类寿命的菌群的组成和功能有前所未有的了解。几项研究强调了微生物群在早期生命阶段的重要意义对于宿主体内平衡的发展和后来的个人健康。在这种情况下，健康母乳喂养婴儿的肠道微生物群中的主要微生物属被认为是至关重要的。这些是当前研究兴趣的各个方面，因为我们最终开始了解微生物 - 霍斯特相互作用的全部复杂性。但是，我们对微生物特征的了解以及影响特定细菌种群发展的因素，例如乳酸杆菌和双杆菌，仍然有限。此特刊考虑与该主题相关的不同方面。此外，作者提出了一些在这种情况下，这种特殊的IS-Sue题为“婴儿中的肠道菌群：专注于双杆菌”涵盖了该研究领域的不同方面，包括包括体外和体内数据的原始研究文章，以及综述，以及综述了对多杆菌对婴儿健康的重要性。在其体外，研究Harata和合作者[1]评估了包括双杆菌双杆菌在内的不同物种对人肠道粘液的粘附能力。作者观察到了年龄的依赖性，有些菌株表现出对成年粘液的依从性，而其他菌株（例如B. bifumum）粘附得更好地粘附在婴儿的粘蛋白上。体外测试还用于筛选和选择对病原体金黄色葡萄球菌的活性合成生组合，这强调了将果糖与Bi fifum结合的兴趣[2]。已经反复报道了某些双杆菌菌株对发酵果糖酸和菊粉发酵的能力，这使得这些细菌成为开发合成产物的有趣方法。然而，在这种共生产物中包括其他微生物（例如乳杆菌）也有兴趣。在这方面，在他们的文章中，Renye及其同事[3]筛选了86种乳酸杆菌菌株在菊粉和果蝇中生长的能力，从而鉴定了适合开发此类产品的菌株。表型和基因型检测，以解读Bi Fibacterium longum longum Supp中的多样性。继续研究肠道中可能发生的微生物相互作用，在结肠模拟系统中获得的数据，含有双杆菌的双杆菌和熟食芽孢杆菌，由evdokimova和Contoramers [4]使用[4]用于对这些相互作用进行建模，从而对这些微生物的预测进行建模。婴儿分类群，强调了人乳寡糖（HMO）和抗体耐药性模式的现有差异。
时空曲率对量子排放的影响...
在弯曲的时空中，量子闪光导致颗粒的自发发射。著名的是，如果弯曲的时空包含事件范围，则可以通过鹰效应[1，2]来散发成对的颗粒。但是，（静态）黑洞事件范围并不是导致粒子发射的唯一“时空曲率状态”。模拟空间是有效的波介质，可以在可配置的弯曲空间上进行桌面实验[3]。除了静态黑洞[4-10]外，还可以创建例如（静态）白洞事件范围[4，6，8，11 - 15]，旋转几何形状类似于Kerr黑洞[16，17]，扩展了宇宙[18-20]或什至（静态）两个马相互作用[21，22]。对于具有静态视野的这些系统，地平线上的波浪的经典频率转移一直是传统的基准来证明模拟重力物理学，尽管也观察到了无法与地平线相关的波浪的散射[6，11，11，13，23，24]。相关的颗粒对粒子的相关对被认为是量子鹰效应的明确标志[26，27]，因此已经对流体系统进行了广泛的研究，其中已经研究了它们在各种色散方面的纠缠[28-37]。然而，这些研究并未对比地平线和无水平的自发发射，并且在其他模拟系统和许多模式中都没有做到这一点。ergo，时空曲率对重力类似物中量子发射的影响的问题出现了：是什么区别于地平线的发射（鹰效应）与地平线发射？在这封信中，我们使用分散模拟光学系统[4，6，8，12，38 - 40]证明了不同“时空曲率状态”之间的过渡。由于分散，每种频率模式在带有或不带有ho子的时空时都会经历不同的运动学。为了进一步查明物质，我们使用了一个系统，其中粒子是从一个点发出的：大约阶梯形的光学脉冲通过分散介质移动，我们在1D中考虑。脉冲强度通过光学KERR效应增加了介质的折射率N，从而产生了移动的折射率前部（RIF）。台阶下的光被增加的索引减慢，即，某些频率的光将在脉搏速度以下放慢速度并捕获到RIF中。这类似于黑洞事件范围内波的运动学[3，41，42]。在其他频率下，光线遵循不同的运动学场景（即，波浪的轨迹）。因此，这种简单的光学系统使我们能够在这些不同情况下对比量子发射。此外，存在散射的分析解决方案。我们介绍了RIF模式的所有可能的运动场景，从而解释了阶跃高度（索引变化中的幅度）和系统分布之间的相互作用如何产生时空曲率的不同状态。此外，我们使用对数负性量化了模式的两部分纠缠，这是单调的纠缠。然后，我们使用[43，44]中开发的一种分析方法来描述模式在RIF处的散射，并计算到时空曲率的每个策略中的自发发射。关键模式的纠缠光谱表示多模纠缠，这高度依赖于运动学方案。因此，我们完成了所有模式对之间在时空曲率的所有模式对之间计算的纠缠程度。
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EnergyPLAN 模型自 1999 年以来不断发展，并扩展为目前的 15.1 版本。最初，该模型由 Henrik Lund 开发，并在 EXCEL 电子表格中实现。很快，模型就变得非常庞大，因此，在 2001 年，该模型的主要编程被转换为 Visual Basic（从 3.0 版到 4.4 版）。同时，所有逐小时分布数据都被转换为外部文本文件。总之，这使模型的大小缩小了 30 倍。这次转换是与 Leif Tambjerg 和 Ebbe Münster（PlanEnergi 顾问）合作完成的。2002 年，该模型在 Delphi Pascal 中重新编程为 5.0 版。2003 年，该模型扩展为 6.0 版。这一转变由 Henrik Lund 在 Anders N. Andersen 和 Henning Mæng（能源与环境数据）的帮助和协助下实施。在 6.0 版中，模型得到了扩展，可以计算二氧化碳排放的影响以及当电力供应被视为某个地区整个能源系统的一部分时可再生能源 (RES) 的份额。还增加了分析外部电力市场上不同交易选择的可能性。2005 年春季，该模型扩展为 6.2 版，与 H2RES 模型进行比较研究，重点是可再生岛屿的能源系统分析。这项比较研究是与萨格勒布大学的 Neven Duic 和 Goran Krajacić 共同完成的。作为这项工作的一部分，EnergyPLAN 模型中添加了两种新的电力存储/转换设施的可能性。一种是电力存储单元，可用于建模，例如水力存储或电池存储。另一种是电解器，它能够产生燃料（例如氢气）和热量用于区域供热。此外，与特拉华大学的 Willet Kempton 合作实施了 V2G（车辆到电网）建模设施。2005 年秋季和 2006 年春季，该模型进一步扩展为 6.6 版。主要重点是能够作为欧盟项目 DESIRE 的一部分模拟六个欧洲国家的能源系统。因此，系统中增加了选择更多可再生能源、核能和水力发电以及水库和可逆泵设施的可能性。2006 年夏季和秋季，该模型进一步扩展为 7.0 版。添加了新的组件，例如不同的运输选项和不同的个人加热选项。在博士生 Georges Salgi 的帮助下，实施了压缩空气能量存储 (CAES) 的详细模型。在博士生 Marie Münster 的帮助下，添加并测试了不同的废物利用选项。然而，主要成果是在模拟系统中每个组件的商业经济边际生产成本的基础上，对整个能源系统实施了新的经济模拟。还增加了计算年度社会经济总成本的选项。在博士生 Brian Vad Mathiesen 的帮助下，新选项经过了测试，并应用于丹麦的 2030 能源计划。在奥尔堡大学的 Mette Reiche Sørensen 的帮助下，扩展能源模型的图表被制作并实现到用户界面中，Sørensen 也协助编写了本文档。2010 年初，版本 8 包含了由 Poul Østergaard 帮助开发的结合地热和吸收式热泵的新型废物转化为能源技术设施、由 David Connolly 帮助的新型泵水能储存设施以及由 Poul Østergaard 和 Brian Vad Mathiesen 发起的一些小改进。除此之外，它还成为了单独存储 COST 数据的选项。