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20/02/2018

Sim4Life V4.0发布

Sim4Life V4.0发布

这个Sim4Life版本的亮点是优化器 V1,其中包括新一代的多参数、多目标优化框架。它提供了从随机响应表面法到演化算法(例如基因算法)的整个工具箱,利用桑迪亚国家实验室的达科他库的强大功能,结合Sim4Life的高性能计算(HPC)支持。优化器V1是开放且灵活的,支持许多任务的自动化,包括设备优化,处理的虚拟原型设计和安全评估,使用户能够在直观的界面的帮助下为给定的一组设计变量连接目标和限定(预定义或基于数学表达式)的任意组合。

我们还将我们的宝贵用户要求的许多增强功能整合到Sim4Life V4.0中,以提高设计速度并管理日益复杂的虚拟原型设计。特别强调的例子包括:耦合电磁(EM) - 神经元动力学建模的并行化/ HPC支持,高效解剖模型生成,用于应用驱动的计算模型的修改和适配功能,以及用于直观管理电路/网络仿真的新界面。

除了V4.0的新颖功能之外,还有一些改进以及一些错误修复。与往常一样,非常欢迎您的反馈!

多参数设计优化

新型多参数多目标优化器

  • Sim4Life V4.0 整合了一种新颖,高效且易于使用的优化框架,形成了专用套件/工具包用于优化和/或调整虚拟原型的工具包。基于最先进的技术使的自动化流程让工程师能够以最少的时间和精力达到设计目标。
  • 优化引擎聚焦于快速收敛和稳定性  - 利用桑迪亚国家实验室强大的DAKOTA组件 -包括全局优化方法,例如用于现实生活中工程应用之随机响应表面法和演化算法(例如基因算法)应用。
  • 优化器 V1新用户界面中的指导模式允许使用预定义目标进行便捷的优化设置。对于有更多Sim4Life经验并偏爱无受限的灵活性的用户,他们更喜欢选择专家模式,因为它允许无受限灵活地透过工作平台中的管道完全自定义设置。
  • 用户可以提供多个目标和限制值(反射系数,平均特定吸收率(SAR),辐射效率等)作为预定义的目标或数学表达式。
  • 优化器V1允许建模者指定大量的设计变数,包括几何结构,材料参数,集总组件,仿真设置和后处理/分析参数,这些参数可以用任意的数学公式来表示
  • 客制图可在优化过程中的任何时间为用户提供状态信息(参数,适应值,收敛等)。
  • Sim4Life V4.0 结合了HPC的卓越速度让我们功能强大的新优化器/扫描仪可以对复杂环境中嵌入的整个计算机辅助设计(CAD)的衍生设备进行有效优化。

更快更通用的神经元动力学模拟

EM 神经元相互作用/刺激

  • Sim4Life V4.0 通过线程引入进程并行化以实现错误! 超链接引用无效以大大减少模拟大量神经元细胞和纤维(例如,在复杂的神经功能化的解剖学人体模型内)的电生理响应所需的大量计算时间。
  • 为了给用户提高HPC支持和计算性能,V4.0现在允许提交EM-神经元耦合模拟到远程计算硬件上进行处理。
  • 为了利用多个复杂电场(例如,由多电极阵列或x / y / z MRI梯度线圈产生)去研究神经刺激,在V4.0神经元动力学模拟中可以包含多个独立调制的入射EM场 。
  • 为了允许神经元模型验证,Sim4Life V4.0也能够在没有EM暴露的情况下运行神经元动力学模拟。 因此,外部应用电磁场的预计算不再是先决条件。
  • 为了更好地观察电生理量,如跨膜电位或细胞内电流,神经元数据的个体动态可视化可以在V4.0的后处理中进行组合。

基于云端高性能的计算更轻松

在NIMBIX上的云端计算

  • Sim4Life中的云端运功能使有扩展硬件资源需求的用户可以借用第三方提供商的计算能力。我们开始在Nimbix上提供Sim4Life运算服务,也即将于其他云端运算平台(例如亚马逊/ AWS)提供。
  • 为了便于使用云端/远程资源,V4.0现在集成了直接从Nimbix 云端数据区间上传/下载结果文件的功能 。
  • 专用的图形用户界面(GUI)为用户提供对Nimbix状态控制面板及其所有功能的访问,以在云端中实时监控和控制运行仿真任务和成本。
  • Nimbix支持包括针对特定模拟硬件需求和实时资源可用性信息的最佳平台的即时计算。
  • 目前在Nimbix云端中可用的是单精度和双精度架构的EM-FDTD / SW / AXE和Thermal解算器。

扩充的ViP和更容易且快速的基于图像的建模和适应

虚拟族群(ViP)/可计算的模型

  • morphed versions(变形版本) 的Ella(BMI 22,26,30)和Fats(BMI 29)扩大了族群覆盖范围和应用范围。
  • 于俯卧位下具高分辨率的分割乳房组织并具有可调整姿势的头部和颈部(颈椎第一、二节) 改良的Ella 模型是磁共振成像(MRI)乳房线圈设计、优化和合规性评估的解剖学女性模型。
  • Sim4Life V4.0也提供了新的鼠标老鼠模型。

基于图像的建模与自适应/表面生成

  • 布尔运算现在可以用于复杂的基于表面的解剖模型,如ViP v3.x,为用户提供所需的自由度以适应和修改不同器官,用于应用和设备特定的仿真。 此外,平面切割和
    笼式变形现在可应用于ViP和其他许可保护的模型。
  • 新的表面提取工具减少大型分段作业(如高分辨率成人模型)的时间(从几天到几小时)和内存要求。
  • 修订后的图像注册工具允许选择图像蒙版且合并多个相似性指标,以改善基于图像的模型适应/个性化。
  • 增加了一个Python模块,可以通过脚本取得许多有用的基于图像之建模功能。

iSEG

  • iSEG新版本与Sim4Life V4.0共同提供了更强大的实时链接体验。
  • 改善分段时间和质量的新的小工具的几个例子为:用于快速断层扫描(CT)图像处理的自动骨骼分割算法、MR图像的偏差校正算法、导入和处理立体像素(voxel)STL文件的可能性。
  • 在加载和保存iSEG项目期间,峰值内存使用量大幅减少,使得该工具更适合于普通工作站。

满足用户需求: 简易使用且节省资源(选配)

  • V4.0中新增的交互式电路查看器/ GUI可缩短匹配/调谐电路的可视化和操作时间,并提供新的直观界面。
  • 新版本使用户能够通过选择性保留或删除立体像素(voxel),原始数据或处理后的数据来节省更多的磁盘空间,进一步允许以阅读模式轻松加载。
  • 为了扩大灵活性和应用范围,Sim4Life V4.0的内部材料数据库通过添加多种附加材料之描述(例如来自工业供应商)而得到扩展。

更全面的改进、修复和新功能列表请参阅.

若您想要体验Sim4Life V4.0的强大功能与典雅的界面,或想了解更多信息,请发送电子邮件至inmd@auden.com.tw或致电 +886 3 363 1901 Ext.138。

适用于Win7 / Win8 / 8.1 / Win10 64位平台的相关Sim4Life安装程序可以在此处下载。另外,具备最新年度维护和支持资格的现有客户,将会自动收到有关软件安装程序的下载信息和更新的许可证等所有相关信息。

在ZMT,我们致力于为客户提供最具创新性的软件解决方案,测试设备和服务。

Sim4Life团队敬上

s4l-sales@zmt.swiss

 

只需几次点击即可轻松设置多参数及多目标优化:
藉由对结果进行实时可视化,使新颖的优化框架可实现多参数和多目标优化。在这个例子中,7T MRI鸟笼线圈的电容值被优化。反射系数在298 MHz处最小化,而头部区域的SAR保持在指定限值以下。

于复杂场景下之可靠且有效的组件优化:
利用使用我们的子网格和HPC解决方案的优化器 V1优化可穿戴设备的共形印刷双频带天线的性能(S11,SAR,RadEff): 反射系数的二维图,显示多次迭代的结果撷取(可突显出最佳数值)。可视觉判读对应于不同的手臂位置情况下的远场场型。收敛图有助于用户监控优化研究的状态。

更快的神经元动力学模拟,扩展应用范围:
通过多接触电极(具有多电极桨的脊髓模型)递送的电场诱导脊髓刺激(SCS)。由多个独立电极产生的场决定不同直径纤维的刺激,生成的动作电位(AP)沿着纤维以不同的传导速度传播。

现有ViP解剖模型 的变形版本Fats(最初120公斤,左起第三个)和埃拉(最初57公斤,右起第三个)。从左到右的体重指数(BMI)值:29,36和49 公斤/ 公尺2(Fats)和22,26和30公斤/ 公尺2(Ella)。

用于Sim4Life V4.0中复杂网格建模的多功能工具套件:
笼式变形(自由形变技术)允许修改多个模型实体的形状和大小:在Duke v3.1 模型的心脏和血管上使用新的笼式变形工具,形成组织之间无孔或间隙的解剖变形形式。复杂的变形领域(例如呼吸,跳动的心脏)可以通过专用的Python API加载。

简单而全面的匹配/调谐电路可视化和操作:
在V4.0中,用户可以首次使用到新的直观图形电路查看器/界面交互地操作电路。在本例中,MATCH工具用于在多端口模拟(并行传输线圈阵列)的后处理阶段中,连接匹配,调谐和去耦电路网络。

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