Gute_Idee_oder_Utopie?
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Hallöchen Leute,
in der letzten Zeit mache ich mir gelegentlich Gedanken darüber, welche Art von Software man produzieren könnte, die aufwendig(herausfordernd, interessant
) ist und dabei einen großen Nutzen für die Menschheit hätte. Ich fange nächstes Jahr auch ein Informatik(oder tech.Info)studium an, weshalb solche "Visionen" manchmal ganz wichtig für mich sind.Ich hatte mir folgendes überlegt und möchte mal eure Meinung hinsichtlich Umsetzung und Nutzen wissen(bitte nicht sofort rumpöbeln. Es ist wirklich nur eine verrückte Idee mehr nicht):
Ich hatte mir überlegt einen Simulator zu entwickeln, der den menschlichen Organismus simuliert. Dabei wird die Software alle grundlegenden physikalischen sowie biologischen und chemischen Gesetze kennen. Die Software erhält verschiedene Parameter,die wichtig sind(die Liste muss man dann ausweiten),wie z.B. Luftdruck, Luftfeuchtigkeit, Temperatur, oder vllt sogar Genom, etc...). Der Sinn dieser Software läge darin, dass man Medikamente ohne viel Versuche oder Tötung von Tieren virtuell am Menschen testen könnte. Dabei wäre die Chemikalie dann natürlich ein Parameter. Ich denke so eine Software hätte für viele einen Vorteil vor allem würde die Erforschung neuer Medikamente rasanter verlaufen, denke ich.Ich respektiere jede Meinung, aber bitte keine Diskriminierungen, ist ja bloß eine rein theoretische Idee, da ich noch nicht so viel Ahnung von der Materie Informatik(außer fortgeschrittene C++ Kenntnisse und paar grundlegende Algorithmen)habe, fällt es mir sehr schwer einzuschätzen, ob es überhaupt realisierbar ist und wenn ja, wie hoch würde der Aufwand wohl ausfallen.
Für ernste gemeinte Antworten bin ich wie immer sehr dankbar, euer
Ambitious
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Ich wünsche dir viel Erfolg bei dem Versuch, aber ich denke für einen einzelnen (noch dazu am Anfang des Studiums) hast du dir da reichlich viel vorgenommen. Afaik ist es bisher möglich, einzelne Teilaspekte des Menschen am Computer nachzubilden, von einer kompletten Simulation ist man noch Jahrzehnte entfernt - dazu müssten die Biologen und Mediziner erstmal alle Vorgänge im Körper verstehen können.
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Absolute Utopie.
Um den Körper auch nur im Ansatz zu verstehen, braucht es schon fast ein Studium jeder der drei großen Naturwissenschaften für sich (Phyisk, Chemie und Biologie). Für die Wirkungsweise eines Pharmazeutikums fragst du einen Pharmazeuten, für ein Lebensmittel den Lebensmittelchemiker um die Ecke, für medizinische Aspekte gehst du ins Universitätsklinikum. Erbkrankheiten, Pathogene, Wachstum, Alterung ... alleine der Zellzyklus übersteigt den Horizont eines Informatikers, selbst mit Biologie als Vertiefungsrichtung.
Sorry, aber das wird niemals über den Stadium eines netten kleinen Spielzeuges hinaus kommen - was glaubst du denn, warum es so etwas noch nicht gibt?
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Ambitious_One schrieb:
da ich noch nicht so viel Ahnung von der Materie (...) habe,
Das merkt man bereits an der Fragestellung
ob es überhaupt realisierbar ist und wenn ja, wie hoch würde der Aufwand wohl ausfallen.
Beim derzeitigen Stand der Technik (nicht nur Informatik, auch (Bio)Chemie, Physik etc.) absolut undurchführbar.
Vielleicht kann man sich in einigen Jahrzehnten mal Gedanken darüber machen Simulationen für Teile von einzelnen Zellen zu machen. Und dann irgendwann vielleicht von ganzen Zellen.
Nur mal als Beispiel: wir kennen noch nichtmal den Aufbau der Zellmembranen gut genug, um ernsthaft sagen zu können was da abgeht.
Einige Dinge ala "wenn man dem Körper Substanz X zuführt, dann zeigt sich Phänomen Y in den Zellmembranen" sind empirisch bekannt. Für ne "voraussagefähige" Simulation nur dieses "kleinen" Teils des menschlichen Körpers reichen die Daten aber nichtmal annäherungsweise.
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Ambitious_One schrieb:
[...] fällt es mir sehr schwer einzuschätzen, ob es überhaupt realisierbar ist und wenn ja, wie hoch würde der Aufwand wohl ausfallen.
Das ist mit Hard- und Software wie wir sie kennen nicht möglich.
Aber Laien neigen oft dazu, die Fähigkeiten von Computern maßlos zu überschätzen. Sci-Fi und so.
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Utpie. Unglaublich, was du dir vorstellt. Medikamente funktionieren auf molekularer Ebene, Der Körper hat wieviele Moleküle? 10^24? 10^25?
Und so visionär ist deine Idee auch nicht, was glaubst du, wovon die Wissenschaftler träumen? Bloß ist der derzeitge Stand, dass man gerade anfängt, realistisch darüber nachzudenken, dass man eventuell in ein paar Jahrzehnten mit allen Tricks die man so kennt (das heißt vor allem alles was man für unwichtig hält stark vergröbern und diese Vergröberungen dynamisch anzupassen, wenn irgendwo was interessantes passiert) und unter der Annahme, dass der technische Fortschritt so weiter geht, vielleicht eine einfache Zelle in einem Supercomputer simulieren könnte in der Medikamente wirken. Und diese Simulation würde man dann für halbwegs realistisch halten, so dass man zumindest einen groben Leitfaden hätte, was geht und was nicht geht, so dass man dann gezielter Experimente machen kann.
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Die Idee ist doch ganz nett. Zwar in der Größenordnung völlig unrealistisch, aber wenn du das auf kleinerer Ebene machen willst und dich für die Modellierung und Simulation biologischer Vorgänge interessierst, wäre vielleicht ein Studium in Bioinformatik das richtige.
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Da waren sogar die ganzen MMORPG Projekte von 14jaehrigen realistischer;)
Nichts fur ungut, aber das Projekt ist nicht schwer, es ist schlicht und ergreifend unmoeglich.
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Gerade ich als tierschutzaffiner Mensch, der weiß, welchen Qualen Labortiere regelmäßig ausgesetzt werden, halte von diesen Visionen sehr viel. Inbesondere bin ich tatsächlich der Meinung, dass entsprechende Simulationen irgendwann einmal viel Leid verhindern können. Bei solchen Fragestellungen merkt man auch schnell, welches Potential in der angewandten Informatik steckt.
Tatsache ist jedoch, dass es noch lange eine Vision bleiben wird. Sowohl vom naturwissenschaftlichen Verständnis als auch von den informationstechnischen Grenzen. Natürlich würde man ein entsprechendes, interdisziplinäres Expertenteam benötigen.
Dennoch würde ich dir raten, die Idee während des Studiums nicht fallen zu lassen. Natürlich wirst du ein entsprechendes System niemals implementieren aber je mehr ambitioniert über ein solches Projekt nachdenken, desto schneller wird es was. Und wenn es nur zu einem winzigen Prototyp oder einer wissenschaftlichen Studie führt, selbst die längste Reise beginnt ja mit dem ersten Schritt.
Ansonsten würde ich, sollten dich dauerhaft solche Fragen interessieren, eventuell auch zu einem Bioinformatikstudium raten. Einfach mal über die Inhalte informieren, toller Studiengang, interessante Fragestellungen
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árn[y]ék schrieb:
was glaubst du denn, warum es so etwas noch nicht gibt?
Dem möchte ich noch hinzufügen:
Auch wenn es so eine medizinische Simulation des menschlichen Körpers gäbe, würden dadurch Tierversuche und klinische Studien an Menschen nicht überflüssig werden, genausowenig wie echte Crash-Tests bei Autos durch Simulationen überflüssig geworden sind.
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Christoph schrieb:
Auch wenn es so eine medizinische Simulation des menschlichen Körpers gäbe, würden dadurch Tierversuche und klinische Studien an Menschen nicht überflüssig werden, genausowenig wie echte Crash-Tests bei Autos durch Simulationen überflüssig geworden sind.
Sobald die Simulation sich genauer mit den Ergebnissen beim Menschen deckt, als Tierversuche, könnte man auf die Tierversuche verzichten.
Und wenn so eine Simulation ausreichend genau wäre, könnte man auch auf viele klinische Studien verzichten. Nämlich auf die, wo die Simulation sowieso schon "Finger weg!" sagt.
Wäre also schon eine coole Sache.
Bis dahin müssen wir uns damit begnügen Foldit zu spielen
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Ich hatte mir überlegt einen Simulator zu entwickeln, der den menschlichen Organismus simuliert. Dabei wird die Software alle grundlegenden physikalischen sowie biologischen und chemischen Gesetze kennen
Wenn du das bisschen Proteinfaltung algorithmisch eingebaut hast, sag mal Bescheid.
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Komplex, aber garantiert nicht 'unmöglich'. Wenn man bereits 'unmöglich' denkt, hat man schon verloren.
Es wird schwierig - aber irgendwo wird man anfangen. Und das bisschen unter GPL verwenden. Das nennt sich dann Version 0.1.0.1. Und dann kommt ein zweiter und schreibt weiter, erweitert es. Und dann ein dritter und vierter ...
So ist Linux entstanden. Nungut, die Software wird man nicht kommerziell nutzen können, aber soweit ich OP verstanden habe, möchte er eher einen Simulator bauen, an dem die Leute üben können. Wie dem auch sei: fertig wird's vielleicht nie (kann man nicht wissen - obwohl der Mensch sich ja ständig in Entwicklung befindet), aber man wird schon einiges daran erproben können, als Übung.
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Komplex, aber garantiert nicht 'unmöglich'. Wenn man bereits 'unmöglich' denkt, hat man schon verloren.
Fuer eine einzelne Person innerhalb von 5 Jahren ist es unmoeglich, egal ob du so denkst oder nicht. Auch der Vergleich mit Linux zeigt, dass du die Tragweite nicht abschaetzen kannst.
aber man wird schon einiges daran erproben können
Was denn?
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Das Problem ist, dass man nicht einfach mal anfangen kann um einen iterativen Open-Source-Prozess zu beginnen, so wie es bei Linux vielleicht der Fall war. Die Komplexität des Projekts (und da ist Linux Kindergebutstag dagegen) erfordert schon von Beginn an eine Konzeption, an der sich der Einzelne vermutlich schon die Zähne ausbeißt.
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knivil schrieb:
Fuer eine einzelne Person innerhalb von 5 Jahren ist es unmoeglich, egal ob du so denkst oder nicht. Auch der Vergleich mit Linux zeigt, dass du die Tragweite nicht abschaetzen kannst.
Verzeihung? Einen Grundstein legen kann man immer. Fängt man damit an, dass Zyankali ab einer bestimmten Menge und Körpergewicht tödlich ist.
Es wird wahrscheinlich nie fertig werden, aber man kann es doch trotzdem auf dem neusten Stand halten. Und die Studenten spielen hierbei die Tester und schicken den Programmierern weitere Informationen.
knivil schrieb:
Was denn?
Wie oben beschrieben, ab welcher Menge an Zyankali ein Mensch stirbt. Kannst du zwar auch in Büchern vermitteln, aber wenn du stattdessen einen Bildschirm mit einem Menschen siehst, der von einer Mitteilung, deren Inhalt "Glückwunsch! Sie haben den Patienten getötet.\n\nAls Erinnerung, mit 100 Gramm Zyankali können sie eine Buffelherde umbringen, und das, während der Blutkreislauf intakt ist!" lautet, halb verdeckt wird, wird dir das stärker in Erinnerung bleiben - mehr Zeit also, auf Partys zu gehen oder weiter zu lernen, weil man auch ohne eine Ahnung von den internen Vorgängen zu haben weiß: als Betäubungsmittel sollte man eher Curare verwenden, wenn man's exotisch haben will.
marco.b schrieb:
Das Problem ist, dass man nicht einfach mal anfangen kann um einen iterativen Open-Source-Prozess zu beginnen, so wie es bei Linux vielleicht der Fall war. Die Komplexität des Projekts (und da ist Linux Kindergebutstag dagegen) erfordert schon von Beginn an eine Konzeption, an der sich der Einzelne vermutlich schon die Zähne ausbeißt.
Liebe ich nur Herausforderungen, oder bin ich dermaßen unrealistisch?
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hustbaer schrieb:
Christoph schrieb:
Auch wenn es so eine medizinische Simulation des menschlichen Körpers gäbe, würden dadurch Tierversuche und klinische Studien an Menschen nicht überflüssig werden, genausowenig wie echte Crash-Tests bei Autos durch Simulationen überflüssig geworden sind.
Sobald die Simulation sich genauer mit den Ergebnissen beim Menschen deckt, als Tierversuche, könnte man auf die Tierversuche verzichten.
Nein, genau das wollte ich mit meinem Posting widerlegen. War wohl zu kurz, deswegen führ ich meinen Gedankengang nochmal aus.
Crash-Test-Simulationen sind ziemlich präzise, soweit ich weiß. Vor allem sieht man auch viel mehr als bei echten Crash-Tests, denn man kann jeden Zentimeter anschauen.
Simulationen haben aber alle ein prinzipielles Problem: Sie basieren auf mathematischen Modellen der Wirklichkeit. Wenn dieses Modell fehlerhaft ist, dann gibt es Situationen, in denen die Simulation sagt "alles OK", die Realität aber sagt "nö" (oder umgekehrt). Mathematische Modelle der Wirklichkeit sind immer fehlerbehaftet, sagen zumindest die Physiker, die ich kenne. Wo diese Fehler sind, weiß man aber nicht immer, denn sonst könnte man sie ja beheben.
Deswegen haben Simulationen aus prinzipiellen Gründen nur eine eingeschränkte Vorhersagekraft. Sie können falsch liegen, manchmal auch katastrophal falsch, wenn das mathematische Modell einen bestimmten Faktor nicht berücksichtigt hat. Deswegen ist es besser, wenigstens ein paar wenige echte Studien oder Crash-Tests zu machen, um sicherzugehen, dass das Modell nicht irgendeinen gravierenden Fehler hatte. Nur weil eine Simulation in 1000 Fällen nahezu perfekt mit der Wirklichkeit übereingestimmt hat, heißt das noch lange nicht, dass sie bei 1001. Simulation nicht extrem abweichen kann, weil das Modell fehlerhaft ist. Korrektheit eines Modells mathematisch beweisen geht auch nicht, weil man die Axiome des Universums nicht kennt.
Also bleibt bei jedem mathematischen Modell nur ausprobieren, mit der Wirklichkeit vergleichen und hoffen, dass die unweigerlich vorhandenen Modellierungs-Fehler in der gewünschten Simulation nicht relevant sind.
hustbaer schrieb:
Und wenn so eine Simulation ausreichend genau wäre, könnte man auch auf viele klinische Studien verzichten. Nämlich auf die, wo die Simulation sowieso schon "Finger weg!" sagt.
Genau dafür werden simulierte Crash-Tests eingesetzt, soweit ich weiß. Simulation spart viel Geld und man kann die Teile besser beobachten. Aber weil die Simulationen fehlerhaft sein können ohne dass man dies erwartet, muss man wenigstens ein paar echte Tests machen.
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@Der aus dem Westen ...: Wie knivil schon sagte, zeigt allein schon dein Vergleich, dass du nicht genug über Simulationen weißt, um überhaupt im Ansatz hier mitreden zu können und dein Zyankalibeispiel zementiert diesen Eindruck. Diese Art von "Simulator" gibt es schon lange. Die sehen so aus:
http://www.langenau.dlrg.de/bild/berichte2008/puppen3.jpg
Oder auch so:
http://www.instructables.com/image/FD9TSVVFB0B2608/Operation-Game.jpg
Dadurch gewinnt man nämlich absolut gar nichts, wenn man schon bekannte Endergebnisse einbaut. Man muss in der Lage sein, aus den grundlegenden Parametern diese Ergebnisse zu berechnen. Also du gibst an, dass du die Wirkung von eines Moleküls mit der Struktur von Zyankali auf einen Menschen wissen möchtest und der Computer rechnet dies aus.
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Der aus dem Westen ... schrieb:
Liebe ich nur Herausforderungen, oder bin ich dermaßen unrealistisch?
Offen gesagt, empfinde ich dich als nervig. In jedem Thread, der nichts mit Programmierung zu tun hat, lese ich Beiträge von dir. Lass bitte die Leute in Ruhe, die eine konstruktive Antwort erwarten und bleib im "NadrW"-Forum... (nicht böse gemeint).
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Christoph schrieb:
Simulationen haben aber alle ein prinzipielles Problem: Sie basieren auf mathematischen Modellen der Wirklichkeit. Wenn dieses Modell fehlerhaft ist, dann gibt es Situationen, in denen die Simulation sagt "alles OK", die Realität aber sagt "nö" (oder umgekehrt).
Wenn du an einem Tier herumexperimentierst, kann dir genau das Gleiche passieren. Der Tierkörper bildet den menschlichen Körper im Prinzip auch als approximatives Modell nach, zumindest kann man nicht ausschließen, dass der Mensch in einer bestimmten Situation nicht doch anders auf ein Medikament reagiert.
Also wäre zumindest der Teil mit den Tierexperimenten durch Simulation ersetzbar.
