Herramienta de Visualización Dinámica de Simulaciones del Proceso de Difusión en Microfluidos con Componentes Biológicos

Abstract

Los software para la visualización desempeñan un papel protagónico en la actualidad ya que permiten observar paso a paso la evolución de un sistema en estudio. Las visualizaciones pueden ser estáticas o dinámicas, en el primer caso toda la información necesita ser visible a la vez, lo que puede conducir a algunos problemas incluso si se trabaja con un conjunto pequeño de datos; en el segundo caso se pueden crear diferentes vistas de los mismos datos, las características fundamentales son la animación, la interacción y que la visualización se realiza en tiempo de ejecución. En los sistemas físicos, que se componen por cuerpos que se encuentran en constante interacción y que sus parámetros de comportamiento (posición, velocidad, etc.) son variables en el tiempo, si se quiere realizar una predicción del comportamiento del sistema se hace necesario que la visualización se realice de una manera dinámica debido a que de esta manera se pueden corregir estos parámetros para lograr un comportamiento lo más cercano al real. En el Centro de Estudios de Matemática Computacional (CEMC) de la facultad 6, se creó en el año 2014 el proyecto Caracterización Computacional de Sistemas Difusivos, centrando sus objetivos en la descripción del proceso de difusión en sistemas que poseen un alto número de componentes correlacionados entre sí. En él, existen software de simulación que arrojan como salida datos que se almacenan en ficheros los cuales son analizados posteriormente en visualizadores especializados, siendo muy difícil la obtención de resultados de análisis parciales. Razón por la cual es necesario el desarrollo de una herramienta que se integre a los simuladores, que utilice un protocolo de comunicación basado en socket para el envío de los datos que van a ser representados en pantalla, y genere a su vez una visualización dinámica que se garantiza por el uso de técnicas de programación multihilo. La solución obtenida mejora los análisis de las simulaciones que se producen, pues no es necesario esperar el fin de una de ellas para ver los resultados, ya que la visualización ocurre en tiempo de ejecución. Esta ventaja permite que los parámetros de simulación puedan ser cambiados, lográndose un mejor entendimiento del sistema que es objeto de análisis.

ABSTRACT The visualization software plays a key role in enabling today and see step by step the evolution of a system under study. The displays can be static or dynamic, in the first case all the information needs to be visible at a time, which can lead to some problems even if you work with a small set of data; in the second case you can create different views of the same data, the key features are animation, interaction and visualization is done at runtime. In physical systems, which are made by bodies that are in constant interaction and their performance parameters (position, speed, etc.) they are variable in time, if you want to make a prediction of the behavior of the system becomes necessary the display is performed in a dynamic way because this way you can correct these parameters to achieve a performance as close to real. In the Center for the Study of Computational Mathematics (CEMC) faculty 6 the project characterization Diffusive Computational Systems was created in 2014, focusing its objectives in the description of the diffusion process in systems with a high number of components correlated each. In it, there are software simulation output yield data that is stored in files which are then analyzed in specialized viewers, making it very difficult to obtain partial results analysis. Why the development of a tool that integrates the simulators, which use a communication protocol based on socket for sending the data to be represented on screen is necessary, and in turn generate a dynamic visualization that is ensured by the use of multithreading techniques. The resulting solution improves the analysis of the simulations produced, it is not necessary to wait for one to see the results, since the display occurs at runtime. This advantage allows the simulation parameters can be changed, achieving a better understanding of the system is analyzed.