Former la prochaine génération de scientifiques à la modélisation et à l’analyse des systèmes complexes
Les modèles quantitatifs basés sur la dynamique non linéaire et les systèmes complexes sont fréquemment utilisés dans plusieurs domaines, que ce soit pour les recherches sur le climat, en neurosciences ou pour les réseaux électriques. De tels systèmes, et les organismes biologiques sont également concernés, sont constitués d’unités qui interagissent avec des éléments oscillatoires. Par exemple, plusieurs quantités mesurables dans les systèmes vivants comme les flux sanguins, la respiration ou l’activité cérébrale sont oscillatoires et leur fréquence et leur amplitude varient dans le temps, souvent de manière quasi déterministe, voire presque périodique. Il est essentiel de comprendre ces oscillations variables dans le temps afin de mettre au point des applications pour des domaines comme la physiologie et la médecine. C’est là que le projet COSMOS, financé par l’UE, entre en scène. Son objectif est d’analyser des systèmes oscillatoires complexes qui sont «abondants dans la nature, dans les dispositifs physiques et d’ingénierie, et dans les sciences du vivant», comme il est expliqué sur CORDIS. Ce projet met spécifiquement l’accent sur les systèmes composés de sous-unités multiples qui interagissent et opèrent sur différentes échelles de temps. «L’approche novatrice et interdisciplinaire de COSMOS consiste à combiner des techniques théoriques avec des procédures d’analyse de données pour permettre le développement et la validation de méthodes d’analyse originales pour les systèmes complexes.» Selon le site web du projet, un «progiciel convivial sera développé à terme afin de mettre ces méthodes à la disposition d’un large panel d’utilisateurs potentiels, et notamment de ceux disposant de compétences théoriques limitées». Ce même site résume le concept de recherche et souligne que COSMOS intègre 15 projets distincts qui concernent tous des thèmes connexes portant sur l’analyse des signaux complexes. Une approche interdisciplinaire Dans le cadre de ses objectifs de programme «COSMOS formera 15 chercheurs en début de carrière à l’interface de la physique, des mathématiques appliquées et des sciences de la vie, en intégrant des méthodes à la fois théoriques et basées sur les données afin que ces chercheurs puissent prétendre à un large éventail de postes industriels et académiques». La formation scientifique inclura des méthodes de dynamique non linéaire, des méthodes numériques et de la mécanique statistique. Si nécessaire, les bases de la neurosciences, la physiologie et la biologie des systèmes y seront intégrées. Des sujets plus complexes seront également couverts, notamment des méthodes de théorie de l’information, la synchronisation, l’analyse de réseaux, les indicateurs de dynamique non linéaire avancée, des méthodes d’interférence et de la thermodynamique du non-équilibre. Les 15 chercheurs qui ont participé au projet COSMOS (Complex Oscillatory Systems: Modeling and Analysis) en cours ont travaillé sur leurs thèses de doctorat sous la supervision de deux équipes provenant de deux universités, comme requis pour obtenir le diplôme de Doctorat européen. Un article de presse publié par l’agence de presse slovène STA souligne que les «phénomènes de dynamique des mouvements oscillatoires et les comportements oscillatoires sont présents partout, et pas uniquement dans les expérimentations de physique très complexes». Cité dans le même article de presse, Arkady Pikovsk, coordinateur du projet COSMOS, explique: «Par exemple, quand vous partez d’Europe en avion pour vous rendre en Amérique vous ressentez le décalage horaire, c’est à cause de votre système oscillatoire jour-nuit, votre organisme a besoin d’être resynchronisé pour s’adapter à de nouvelles conditions, et c’est l’un des sujets de ce domaine scientifique.» Les partenaires du projet espèrent que les idées et les outils développés dans le cadre de COSMOS auront un impact important sur un large éventail de communautés, de la théorie fondamentale à l’industrie. Pour plus d’informations, veuillez consulter: site web du projet COSMOS
Pays
Allemagne
