Explorer la synchronisation partielle dans les systèmes en réseau

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Crédit: Domaine public Pixabay / CC0

La synchronisation est partout autour de nous: des milliers de lucioles se rassemblant près des arbres et s’illuminant simultanément à un public enthousiaste prenant part aux «vagues mexicaines» lors d’un match de football, et la liste est longue. Dans les grands réseaux complexes de systèmes interconnectés, une forme incomplète de synchronisation est également présente. Appelée synchronisation partielle, elle émerge de telle sorte que les systèmes peuvent être regroupés en clusters de sorte que la synchronisation n’est observée que dans chaque cluster. Pour son doctorat. recherche, Libo Su a étudié la synchronisation partielle dans des réseaux de systèmes dynamiques interconnectés via des couplages temporisés. Su a défendu son doctorat. thèse le 11 mai au département de génie mécanique.

La synchronisation peut être observée des troupeaux d’oies pendant la migration et dans les véhicules se déplaçant en pelotons sur les routes. Mais la synchronisation joue également un rôle clé dans la vie humaine. Par exemple, les battements cardiaques sont régulés par des grappes de neurones stimulateurs cardiaques synchronisés, et les niveaux de sucre dans le sang sont maintenus par l’insuline sécrétée par les cellules ß synchronisées dans le pancréas.

Cependant, il existe des réseaux qui ne présentent pas une synchronisation complète et qui sont plutôt caractérisés par une synchronisation partielle. Dans le corps humain, un exemple est le comportement synchrone de groupes de neurones dans certaines parties du cerveau, ces synchronies étant importantes pour des fonctions cérébrales spécifiques telles que la formulation de la mémoire, la compréhension du langage et même des troubles comme l’épilepsie et la maladie de Parkinson.

Remise en question de la synchronisation partielle

Dans le cadre de son doctorat. recherche, Libo Su a exploré la synchronisation partielle dans des réseaux de systèmes dynamiques interconnectés via des couplages temporisés. Il s’est concentré sur trois mystères particuliers concernant la synchronisation partielle. Premièrement, quels sont les modèles de synchronisation partielle possibles qui peuvent être observés dans un réseau? Deuxièmement, quand un certain modèle de synchronisation partielle émergera-t-il dans un réseau? Enfin, quelle est la robustesse de la synchronisation partielle vis-à-vis des perturbations?

Des facteurs tels que la structure du réseau, la fonction de couplage et la dynamique des systèmes individuels jouent tous un rôle dans la formulation d’une forme de synchronisation partielle dans les réseaux étudiés par Su. Un défi majeur pour la recherche est de trouver la relation entre ces facteurs et la synchronisation partielle.

Des idées précieuses

En traitant les questions de recherche susmentionnées, Su fournit une méthode efficace pour identifier tous les modèles de synchronisation partielle et les conditions pour l’occurrence d’une synchronisation partielle dans les cas nominaux et perturbés. En retour, la méthode et les conditions fournissent des informations précieuses sur la relation entre la dynamique des systèmes individuels, les paramètres de couplage, les retards et la synchronisation partielle.

Ces résultats théoriques sont démontrés par des expériences avec un «cerveau» électronique (un réseau de neurones électroniques). En collaboration avec TNO, Su a également présenté un autre exemple d’application réelle de la synchronisation dans des systèmes en réseau – le peloton de véhicules.


Transitoires et synchronisation sont unifiés dans des réseaux écologiques


Plus d’information:
Titre de la thèse de doctorat: Une étude de la synchronisation partielle dans les réseaux de systèmes à couplage de retard. Superviseurs: Prof.dr. Henk Nijmeijer (TU / e), Prof.dr.ir. Wim Michiels (KU Leuven), co-directeur: Dr.ir. Erik Steur (TU / e). Autres principaux acteurs impliqués: Union européenne (projet Marie Curie UCoCoS), KU Leuven, TNO.

Fourni par l’Université de technologie d’Eindhoven

Citation: Explorer la synchronisation partielle dans les systèmes en réseau (2021, 12 mai) récupéré le 12 mai 2021 sur https://techxplore.com/news/2021-05-exploring-partial-synchronization-networked.html

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