Verbundprojekt: Skalierbare Modellierung der kardialen Elektrophysiologie auf zellularer Ebene - MICROCARD-2 -

Die Funktion des Herzens wird durch ein elektrisches System koordiniert, dessen Störungen zu den häufigsten Ursachen für Tod und Krankheit gehören. Numerische Modelle dieses komplexen Systems sind ausgereift und weit verbreitet, aber um alternde und erkrankte Herzen zu repräsentieren, müssen sie von einem Kontinuum-Ansatz zu einer Darstellung einzelner Zellen und ihrer Vernetzungen weiterentwickelt werden. Dies macht das Problem komplexer, schwieriger zu und um vier Größenordnungen größer, was Exascale-Rechner erfordert. Computer. Unser Vorschlag ist die Einrichtung eines EuroHPC Center of Excellence, das die MICROCARD-Ergebnisse konsolidiert und erweitert, um digitale Zwillinge von Herzgewebe zu ermöglichen. Wir werdem die numerischen Verfahren von MICROCARD weiterentwickeln und zur räumlichen Diskretisierung zweiter Ordnung erweitern sowie gemischt-präzise Vorkonditionierer und Datenkompression zur Reduzierung Kommunikationsbandbreite entwickeln. Die sehr erfolgreichen Bemühungen um automatisierten Kompilierung von High-Level-Modellbeschreibungen in optimierten und energieeffizienten Systemcode für verschiedene CPUs und GPUs werden auf kommende Architekturen ausgeweitet. Die Plattform wird mit realistischen Testfällen getestet und einem breiten Nutzerkreis mit maßgeschneiderten Arbeitsabläufen zugänglich gemacht werden. Die Plattform wird an ähnliche biologische Systeme wie Nerven angepasst werden können.