Lösungen von Wolfram für den Bereich Biowissenschaften
Softwareprodukte von Wolfram Research adressieren die zentralen Herausforderungen in den Biowissenschaften:
- Datenimport, Datenintegration & Datenmanagement
- Datenanalyse, Modellierung & Simulation
- Datenvisualisierung
- Kollaboration und Datenaustausch
- Compliance und Sicherheit
- Benutzerfreundlichkeit & Flexibilität
Die Abdeckung der fachlichen Teilbereiche durch die Wolfram-Lösung ist flexibel an die Nutzerbedürfnisse anpassbar und unterstützt Anwender bei ihren biowissenschaftlichen Aufgabenstellungen durch ausgeprägte Benutzerfreundlichkeit.
Die Lösung basiert auf dem Zusammenspiel verschiedener Wolfram-Technologien, darunter die Wolfram Language als verbindende Kerntechnologie für Mathematica, dem Wolfram Notebook Assistant, System Modeler und verschiedenen Wolfram-Cloud-Technologien.
Datenimport, Datenintegration & Datenmanagement
Die Wolfram-Lösung für Biowissenschaften ermöglicht den Datenimport von Daten aus den unterschiedlichsten Quellen, die zur weiteren Analyse vorverarbeitet und mit kuratierten Wolfram-Daten zusammengeführt werden können. Auch die immer größer werdenden Datenmengen in den Biowissenschaften werden leistungsstarke, integrierte Parallelverarbeitung problemlos bewältigt.
Datenimport
- Import aus über 150 Dateiformaten wie Affymetrix, GenBank, EDF, FASTA, NEXUS, PDF u. a. (Übersicht über die Datenformate in der Wolfram Language )
- Import von System Biology Markup Language (SBML)-Modellen sowie integrierte BioChem-Library
Parallelverarbeitung
Unterstützung für High-Performance Computing (HPC) und verteiltes Rechnen zum Umgang mit extrem umfangreichen Datensätzen
Datenzugriff
- kuratierte und aktuelle Daten zum menschlichen Genom, Referenzproteinen, Genstrukturinformationen, Genfunktions-Metadaten, Ontologie, Chromosomen und Chromosomenbanden
(Dokumentation zu GenomeData und ProteinData ) - Wolfram Data Repository für den Zugriff auf öffentliche biowissenschaftliche Daten
- Umfassende Verknüpfungs- und Konnektivitätsfunktionen mit Datenbanken (Dokumentation zur Datenbankkonnektivität ) sowie Java-, C- und .NET-Codes (Dokumentation zu externen Sprachschnittstellen )
- Module wie MathIOmica unterstützen den Import, die Annotation und die Normalisierung von Multi-Omics-Daten
Datenanalyse, Modellierung & Simulation
Wolfram-Technologien bieten umfassende Analysefunktionen – mit über 1.000 integrierten Funktionen für biowissenschaftliche Datenanalyse, zum Beispiel in den Bereichen Sequenzanalyse und Systembiologie, aber auch allgemeine statistische Methoden oder explorative Verfahren.
Sequenzanalyse
- Sequenzalignment unter Verwendung lokaler oder globaler Methoden wie Smith–Waterman-, Needleman–Wunsch-Algorithmen, etc. (Dokumentation zum Sequenzalignment )
- Direkte Exact-Match-Suchen nach Sequenzen im menschlichen Genom (Dokumentation zu Exact-Match-Suchen im menschlichen Genom )
- Funktionen für zusammenhängende und nicht zusammenhängende gemeinsame Sequenzabschnitte (Dokumenation zum Sequenzalignment und -vergleich )
Systembiologie
- Integrierte BioChem-Bibliothek für die Modellierung und Simulation biologischer Systeme
- Visualisierung von biologischen Reaktionsnetzwerken (Beispiele zur Visualisierung )
Statistik, explorative Verfahren und mehr
- Partitionierung von Datenbeständen durch Clusteranalyse, Nächste-Nachbarn-Klassifikation und andere Methoden (Dokumentation zum Finden von Clustern )
- Integrierte Funktionen im Bereich Graphentheorie zur Bestimmung der kürzesten Pfade, Graphenisomorphismen und mehr (Überblick über Graphen und Netzwerke )
- Umfassende String- und Listenmanipulationen, auch mit regulären Ausdrücken (Dokumenation zu regulären Ausdrücken )
Datenvisualisierung
Die Wolfram-Lösung für Biowissenschaften ermöglicht die Darstellung komplexer Daten mit interaktiven Grafiken sowie die Erstellung von Live-Demonstrationen, Blogs oder Diashows. Berichte und Veröffentlichungen können bequem als PDF-Dokumente, CSV- oder XLS-Dateien exportiert werden. Ebenso lassen sich interaktive Notebook-Dokumente oder vollwertige Websites erstellen.
- Visualisieren biologischer Reaktionsnetzwerke mit Wolfram System Modeler
- Rasches Visualisieren von Proteinsequenzalignments (Wolfram Language Paclet Repositiory: Paclet zur Proteinvisualisierung )
- Verwenden integrierter Proteinstrukturdaten zur Erzeugung von Ramachandran-Diagrammen, Visualisierung von Proteinfaltungen u.v.m. (Wolfram Language Paclet Repositiory: RamachandranPlot , Interaktives Beipiel: Ramachandran Analysis of Protein Backbone Dihedral Angles )
- Visualisieren von Netzwerken der Geninteraktion (Wolfram Data Repository: Human Protein Protein Interaction Network , Wolfram Data Repository: Human Protein Protein Interaction Network Genes )
Kollaboration und Datenaustausch
Wolfram Notebooks
Für den Austausch von Forschungsergebnissen und die Zusammenarbeit in Forschungsteams eignet sich die Wolfram-Notebook-Technologie ideal. Die Wolfram Notebooks bieten eine interaktive Umgebung zum Erstellen, Teilen und Bearbeiten von Code, Text, Grafiken und Ergebnissen.
Mehr zur Notebook-Technologie
Cloud-Zugriff
Die Technologien der Wolfram Cloud ermöglichen den Zugriff auf Projekte und die Zusammenarbeit von verschiedenen Standorten aus.
Zur Wolfram Cloud
Compliance und Sicherheit
Die Wolfram-Lösung wurde für die Einhaltung von Standards bezüglich der Aufbewahrung von Daten und Datensicherheit entwickelt.
Die programmatische Struktur der Wolfram Language zusammen mit der Notebook-Umgebung bildet mit der dadurch gegebenen Verifizier- und Validierbarkeit der Ergebnisse die Grundlage für die Erfüllung regulatorischer Anforderungen.
The Internals of the Wolfram System
Benutzerfreundlichkeit & Flexibilität
Codeerstellung mit KI-Unterstützung
Die intuitiven, englischsprachigen Funktionsnamen und das kohärente Design der Wolfram Language machen es einfach Quellcode zu lesen, zu schreiben und zu erlernen. Neben der Eingabe in natürlicher Sprache bietet die Wolfram-Lösung einen integrierten KI-Assistenten, der frei formulierte Ideen in ausführbaren Code übersetzt. So kann schnell mit der Arbeit begonnen werden, ohne dass erst die Sprache erlernt werden muss. Selbst Anfänger können bereits komplexe biowissenschaftliche Analysen effizient und fehlerfrei durchführen.
Einheitliche Umgebung
Alle Wolfram-Technologien bauen auf einer Plattform auf, die numerische, symbolische, statistische und grafische Berechnungen kombiniert. Dadurch sind alle Werkzeuge bezüglich Datenformat und Code miteinander kompatibel. Durch die einheitliche Sprache ist die Lernkurve deutlich geringer als beim Einsatz mehrerer spezialisierter Werkzeuge.
Umfassende Dokumentation
Im Wolfram Documentation Center ist die vollständige Dokumentation der Wolfram Language mit Sprachreferenz, detaillierten Beispielen und Lernressourcen enthalten. Langwierige Recherchen nach Lösungsansätzen
Anwenderberichte und Fallstudien
Sparen auf Rezept: Effiziente Arzneimitteltests mit Mathematica
"Die Bandbreite an Funktionalitäten ist bemerkenswert.... Man staunt, was es alles kann. Auf dieses Programm würde ich nicht verzichten wollen."
Leitender Arzt für klinische Forschung
Eine Start-up-Erfolgsgeschichte: Mathematica-basierter Workflow im Bereich Forschung
"Wir sind in der Lage, auf diese wirklich kohärente Weise zu arbeiten, wo, wenn einer von uns Fortschritte macht, die ganze Gruppe Fortschritte macht."
Mitbegründer & Co-CEO, Emerald Therapeutics
Ein Modell des Kampfes gegen die Grippe: Mit Mathematica Arzneimittelstrategien untersuchen
"Wir können die immer neuen Daten umgehend importieren, neu berechnen und bessere Ergebnisse erzielen. So können wir unsere Prognosen verbessern und bessere Maßnahmen entwerfen."
Professorin für Mathematik, Purdue University
Ressourcen für Biowissenschaftler
Umfassende Dokumentation
Detaillierte Referenzmaterialien zur Wolfram Language, spezialisierten Funktionen und Anwendungsbeispiele für Biowissenschaften im Biowissenschaften-Bereich des Wolfram Documenation Centers
Praktische Tutorials & Code-Beispiele
Tutorials und direkt verwendbare Code-Snippets für gängige biowissenschaftliche Analyseaufgaben, Live- und On-Demand-Webinare und Vertiefungsschulungen für spezifische Themen wie Genom-Analyse, Systemmodellierung oder Maschinelles Lernen in den Biowissenschaften abdecken sind auf Wolfram U zu finden.
Wolfram-U-Kurs: Wolfram Language for Life Science & Medicine
Wolfram-U-Kurs: Protein Visualization in Wolfram Language
Wolfram-U-Kurs: Developing Systems Biology Models
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