Verbundprojekt: Digitale Zwillinge des menschlichen Körpers für Exascale Supercomputer - dealii-X -

"dealii-X: Ein Exascale-Framework für digitale Zwillinge des menschlichen Körpers" ist ein innovatives Projekt, welches leistungsfähige skalierbare und schnelle Werkzeuge zur numerischen Simulation von Prozesses in Organen des menschlichen Körpers, insbesondere des Gehirns, entwickelt. Das Projekt baut auf den innovativen Bestandteilen der mathematischen Software deal.II auf. Die Software deal.II ist eine C++ Bibliothek, welche Abstraktionen für viele mathematische Zutaten für die Lösung von biomechanischen Modellen bietet, die durch partielle Differentialgleichungen beschrieben werden. Die numerischen Algorithmen basieren auf modernsten Varianten der Finite-Elemente-Methode für komplizierte Geometrien mit bisher unerreichter Auflösung verwendet. Im Rahmen der Entwicklungen im Projekt werden die Möglichkeiten des Exascale-Computings in leistungsfähige Simulationscodes eingeführt, um komplexe biologische Prozesse in Echtzeit zu simulieren und so die personalisierte Medizin zu unterstützen sowie Diagnose- und Behandlungsstrategien für neurologische Erkrankungen voranzutreiben. Der außergewöhnliche Rechenaufwand und die Auflösungsanforderungen für die zuverlässige Lösung der zugrundeliegenden mathematischen Modelle hat bisher verhindert, das Simulationswissen in der klinischen Praxis umzusetzen. Durch die Integration modernster HPC-Technologien für die zugrunde liegenden gekoppelten biomechanischen Modellen durch interdisziplinäre Teams wird dealii-X eine noch nie dagewesene Berechnungseffizienz und Genauigkeit bei der biologischen Modellierung bieten. Das Projekt stellt einen bedeutenden Schritt in Richtung Zukunft der medizinischen Diagnostik und Behandlungsplanung dar und bietet ein robustes Werkzeug für Forscher, welche neue Pfade in Richtung klinischer Anwendung aufzeigen soll.