Model Checking Approach to Discrete Bifurcation Analysis

BENEŠ, Nikola, Luboš BRIM, Martin DEMKO, David ŠAFRÁNEK, Samuel PASTVA a Matej HAJNAL. Model Checking Approach to Discrete Bifurcation Analysis. In Doctoral Workshop on Mathematical and Engineering Methods in Computer Science. 2017.

Základní údaje

Originální název

Model Checking Approach to Discrete Bifurcation Analysis

Autoři

BENEŠ, Nikola, Luboš BRIM, Martin DEMKO, David ŠAFRÁNEK, Samuel PASTVA a Matej HAJNAL

Vydání

Doctoral Workshop on Mathematical and Engineering Methods in Computer Science, 2017

---

Další údaje

Jazyk

angličtina

Typ výsledku

Prezentace na konferencích

Obor

10201 Computer sciences, information science, bioinformatics

Stát vydavatele

Česká republika

Utajení

není předmětem státního či obchodního tajemství

Odkazy

URL

Organizační jednotka

Fakulta informatiky

Klíčová slova anglicky

model checking, bifurcation analysis, parameters, phase portrait, temporal logic

Příznaky

Mezinárodní význam, Recenzováno

---

Anotace

V originále

Continuous dynamical systems can be used to study a wide variety of phenomena in biology, economy, engineering and computer science. These systems usually contain parameters which significantly influence their behaviour. Such influence is traditionally studied using the apparatus of bifurcation analysis. However, current numerical and analytical methods for bifurcation analysis are hard to automatise, do not scale well in the number of parameters, and are often limited to specific canonical models. In this work, we present a novel approach to bifurcation analysis which assumes a suitable discrete abstraction of the continuous system and employs model checking to discover the critical parameter values, referred to as bifurcation points. To distinguish a qualitative change in the system's behaviour, we rely on the notion of behavioural patterns (cycle, equilibrium, saddle, etc.), also known as phase portraits. We define a hybrid extension of CTL logic with direction formulae in order to specify such patterns. We demonstrate the method on a model of a bistable genetic switch mechanism taken from systems biology.

---

Návaznosti

GA15-11089S, projekt VaV	Název: Získávání parametrů biologických modelů pomocí techniky ověřování modelů Investor: Grantová agentura ČR, Získávání parametrů biologických modelů pomocí techniky ověřování modelů
LM2015055, projekt VaV	Název: Centrum pro systémovou biologii (Akronym: C4SYS) Investor: Ministerstvo školství, mládeže a tělovýchovy ČR, The national infrastructure C4SYS - Centre for Systems Biology
MUNI/A/0945/2015, interní kód MU	Název: Rozsáhlé výpočetní systémy: modely, aplikace a verifikace V. Investor: Masarykova univerzita, Rozsáhlé výpočetní systémy: modely, aplikace a verifikace V., DO R. 2020_Kategorie A - Specifický výzkum - Studentské výzkumné projekty