Изобретение относится к кибернетическим- устройствам для моделирования динамики биологических систем, в которых основными процессами развития являются воспроизводство и гибель. Известно устройство для моделирования объекта биологической системы Ll, содержащее последовательно соединенное нелинейное звено, усилитель, звено запаздывания и фильтр нижних частот. Уст ройство позволяет воспроизводить извест ные свойства динамики развития микробной популяции, однако не даёт возможности моделировать взаимосвязи различных биологических групп. Наиболее близко к предлагаемому является устройство,использующее в качестве моделирующей среды оптраны, соединенньге в сетку, содержащее оптически и электрически связанные между собой согласно моделируемой системе модули;,каждый из которых содержит управляющие источники света и фоторезисторы, оИин из выходов которых; соединен с узловой точкой модели 2. Недостатком этого устройства является малая точность моделирования биологических систем из-за отсутствия ряда взаимодействий между элементами системы. Цель изобретения - повышение точности моделирования. Поставленная цель достигается тем, что в каждый модуль устройства, содержащего оптически и электрически связанные между собой согласно моделируемой системе модули, каждый из которых содержит управляющие источники света и фоторезисторы, одни из выводов которых соединены с узловой точкой, введены емкостной элемент и дополнительный управляющий источник света, один из выводов которого соединен с одном из выводов емкостного элемента и с узловой точкой; другие выводы дополнительного управляющего источника света и емкостью элемента подключены к пшнр. нулевого потенциала, другие выводы фотЪреаГисторбв через соответствующие управляющие источники света подключены к управляющим входам модуля. Структурная схема одногомодуля уст ройства приведена на чертеже. Модуль содержит емкостной элемент применяемой для имитации процесса накопления, фоторезисторы 2-5, применяемые для моделирования процессов развития, управляющие источники света 6-10, ттрииеийемые для иэиенения проводимости элементов 2-5 в соответствии с характером моделируемых процессов развития, и управляющие входы 11-14. Емкостной элемент 1, дополнительный управляющий источник света 10 и резистор ные цепочки, каждая из которых содержит последовательно включенные фоторезисторы 2-5 и управляющие источники света 6-9, подсоединены одним из своих выводов к общей узловой точке. К другим свободным выводам этих элементов подключены потенциалы Vo , . . .,V( в соответствии с условиями решаемой задачй; ---- .-..--.H--: Электрический потенциал V в узлово точке, пропорциональный заряду, аккумулированному в емкостном - элементе 1, йййтИр$гёт основные количественные характеристики моделируемой биосистемы, например биомассу, численность биологических объектов и т. д. Резисторные цепочки предназначены для моделирования основных процессов развития - размножения, гибели, ipaHсформацйи и взаимных переходов. Токи протекающие через резнсторные цепочки, И1 иТируют эти процессы. Проводимость резисторных цепочек задается пропорцио нально соответствующим факторам развития. Управляющие источники света 6-10 одновременно используются как источник информации и как орган управления. Яркость свечения Источников света пропорц ональна току, протекающему через них. Благодаря светимости этих источников света можно получать визуальную информацию о моделируемом процессе и одновременно реализовать взаимные связи моделируемых процессов посредством оп- Уических связей. Яркость свечения источ ника света 10 прбпор)циональна потенциалу V в узловой точке., Использование фоторезисторов, позволило эффективно реализовать взаимные связи в моделируемой бибсйС1ремб, а так- с помощью дополнительных источников света задавать начальные параметры модели в соответствии с условиями решаемой задачи. Если применять в устройстве фоторезисторы с нулевой начальной проводи(остью, последние можно использовать в качестве ключей и в зависимости, от характера развития моделируемой био- системы подключать ту или иную цепочку. Рассмотрим работу устройства в режиме моделирования динамики биосистем. Если биосистема состоит из нескольких биологических групп, которые отличаются и видом, и характером развития и степенью взаимодействия, для моделирования поведения каждой группы берут один модульный элемент, параметры которого выбирают в соответствии с характеристиками моделируемой группы. Между модулями, моделирующими все группы, входящие в систему, осуществляются оптико-электрические связи в соответствии со взаимосвязями в самой биосистеме, причем резисторные цепочки с фоторезисторами 2 и 3 применены для моделирования естественных процессов размножения и гибели, а резисторные цепочки с фоторезисторами 4 и 5 - для моделирования дополнительных факторов развития, например, принудительной гибели, взаимных переходов. При этом к свободным выводам емкостного элемента.. 1 и резисторной цепочки с фоторезисто- ром 3 подключен нулевой потенциал, а к свободному выводу резисторной цепочки с фоторезистором 2 подключен потенциал, создающий в этой цепочке ток, пропорциональный узловому потенциалу V. К резисторной цепочке с фоторезисто- ром 2 подключен потенциал, пропорциональный некоторому лимитирующему фактору, величина тока, протекающего при этом через эту цепочку регулируется с помощью управляющего элемента 1О. С помощью резисторной цепочки с фоторе- ристором 4 можно моделировать приход в данную биологическую группу из другой, а с помощью цепочки с фоторезистором 5 - уход из группы. Подключение потенциалов в этом случае производится так же, как и в цепях с фоторезисторами 2 и 3, связь с другими группами осуществляется посредством электрических и оптических связей. .При моделировании пространственно- распределенных биологических систем моделируемую систему разбивают на группы с сосредоточенными параметрами и
пля моделирования каждой такой группы применяют описываемые модули. При этом с помощью реаисторных цепочек с фоторезисторами 4 и 5 соединяют рядом расположенные модули, имитируя с по мощью этих цепочек перенос, например диффузию, из одной пространственной группы в другую.
Благодаря введению новых элементов и связей между ними повышается точность моделирования биологических систем.
Формула изобретения
Устройство для моделирования биологических систем, содержащее оптически и; электрически связанные между собой согласно моделируемой системе модули, каждый из которых содержит управляющие источники света и фоторезчсторы, одни из выводов который соединены с узловой точкой модели, отличающееся тем, что , с целью повышения точности модулирования биологических систем, в каждый модуль устройства
введены емкостной элемент и дополнительный управляющий источник света, один из выводов которого соединен с одним из выводов емкостного элемента и с узловой точкой, другие выводы дополнительного управляющего источника света и емкостного элемента подключены к шине нулевого потенциала, другие выводы фоторезисторов через соответствующие управляющие источники света подключены
к управляющим входам модуля.
Источники информации, принятые во внимание при экспертизе
1.Авторское свидетельство СССР № 276537, кл. G 06 G 7/60, 1969.
2.Авторское свидетельство СССР № 323785, кл. G Об G 7/48, 197О. (прототип).
J
Ui
1
8
и
