White-box моделирование 

Белый =
прозрачный, стеклянный, открытый
Образное представление white-box модели, в которой одновременно демонстрируются события на
макро-,
мини- и
микро- уровнях.

Микро-, мини- и макро-объекты клеточного автомата
a, Одна ячейка - события на микро-уровне.
b, Окрестность - события на мини-уровне.
с, Все поле - целостная макро-система.

Современные модели сложных систем относятся к grey- и black-box типам. Они непрозрачны или частично прозрачны для понимания механизмов моделируемых объектов.

Предлагаемое решение
Мы предложили метод аксиоматического клеточно-автоматного моделирования сложных динамических систем на основе детерминированного логического вывода, что позволяет создать white-box модели. Такие модели являются прямым источником новых знаний об изучаемом объекте.

С помощью данного метода мы уже решили следующие проблемы:
Выявили прямой механизм нарушения принципа конкурентного исключения, что позволяет создавать технологии бесконфликтного сосуществования.
Объяснили парадокс биоразнообразия.
Выявили прямой механизм солитоно-подобного взаимопроникновения популяционных автоволн.

Одна из моделей конкуренции двух видов

Перспективность проекта
Клеточно-автоматное white-box моделирование позволит создать автоматизированные системы для оптимизации, проектирования и
виртуальных испытаний в различных областях.

Наши конкурентные преимущества
Мы первыми решили с помощью данного подхода ряд теоретических и практических проблем в конкретной области (экологии) и это дает нам преимущество во времени.
Мы обладаем рядом know-how по реализации похода, что связано, в частности, с умением создавать базовую систему аксиом для каждой отдельной модели.

Вид результирующей продукции
Алгоритмы и программы.
Технологии сохранения биоразнообразия.
Видеоролики экспериментов in silico.
Клеточно-автоматное white-box моделирование.
Публикации.

Базовые функции продукции:
Моделирование (виртуальные испытания).
Прогнозирование.
Консультационные и образовательные функции на основе разработанных компьютерных технологий и методологии.

Дополнительные функции:
Исследование устойчивости решений и выявление (data-mining) скрытых закономерностей методом Монте-Карло.
Визуализация всех моделируемых процессов.
Автомат гипер-логического вывода.
Основа создания систем для виртуальных испытаний стратегий и тактик в различных областях (частности, для виртуальных испытания действия лекарств, создания систем виртуального кризисного мониторинга и прогнозирования чрезвычайных ситуаций).

Потенциальные потребители:
Организации занимающиеся разработкой и проектированием систем оптимального природопользования;
Разработчики новых лекарств;
Разработчики систем виртуального кризисного мониторинга и прогнозирования чрезвычайных ситуаций;
Разработчики систем искусственного интеллекта;
Система образования.

Существующие аналоги:
Прямых аналогов организаций, предлагающих услуги, основанные на клеточно-автоматном white-box моделировании сложных систем сегодня нет.
Нашими конкурентами являются организации, занимающиеся моделированием сложных систем.

Дальнейшее развитие клеточно-автоматного метода очень перспективно поскольку возможно его неограниченное расширение за счет использования
вложенных и сопряженных решеток,
множественных дополнительных состояний узлов,
различных типов окрестностей,
различных правил поведения особей.
Комбинация данного подхода с существующими методами моделирования сделает традиционные модели более прозрачными.
Перспективы

Оборудование необходимое для реализации и дальнейшего развития проекта
Персональный суперкомпьютер NVIDIA TESLA HPC-6050 на базе 2x шестиядерных процессоров Intel Xeon 56xx и трех вычислителей NVIDIA TESLA c поддержкой технологии NVIDIA® Maximus.
White-box моделирование вследствие полной детализации нуждается в большой вычислительной мощности.

Результаты проекта планируется представить для публикации в журнал Nature, поэтому в смету заложены необходимые расходы
10 ноября 2011 г. Лев Калмыков участвовал в шестичасовом семинаре «Как научиться писать статьи в мировые научные журналы», который проводили управляющий редактор журнала Nature Ник Кэмпбелл (Nick Campbell) и редактор того же журнала Дэн Ксонтос (Dan Csontos). Семинар был организован Российской венчурной компанией (РВК) совместно с Macmillan Scientific Communications (эксклюзивный партнер мирового научного издательства Nature Publishing Group).
Один из выводов – поскольку к статье, представляемой к публикации в топовые научные журналы предъявляются крайне высокие требования, перед официальным представлением в Nature учеными, для которых английский язык не является родным, статья должна пройти процедуру платной профессиональной корректировки в специально для этого созданной компании Macmillan Scientific Communications.
Такие же требования предъявляются и в ряде других топовых журналов.