How to control large complex networ

How to control large complex networks is a great challenge. Recent studies have proved that the whole network can be sufficiently steered by injecting control signals into a minimum set of driver nodes, and the minimum numbers of driver nodes for many real networks are high, indicating that it is difficult to control them. For some large natural and technological networks, it is impossible and not feasible to control the full network. For example, in biological networks like large-scale gene regulatory networks it is impossible to control all the genes. This prompts us to explore the question how to choose partial networks that are easy for controlling and important in networked systems. In this work, we propose a method to achieve this goal. By computing the minimum driver nodes densities of the partial networks of Erdös–Rényi (ER) networks, scale-free (SF) networks and 23 real networks, we find that our method performs better than random method that chooses nodes randomly. Moreover, we find that the nodes chosen by our method tend to be the essential elements of the whole systems, via studying the nodes chosen by our method of a real human signaling network and a human protein interaction network and discovering that the chosen nodes from these networks tend to be cancer-associated genes. The implementation of our method shows some interesting connections between the structure and the controllability of networks, improving our understanding of the control principles of complex systems.

ผลลัพธ์ (ไทย) 1:

วิธีการควบคุมเครือข่ายขนาดใหญ่ซับซ้อนเป็นเรื่องท้าทายมาก การศึกษาล่าสุดได้พิสูจน์ว่า เครือข่ายทั้งหมดสามารถนำเพียงพอ โดยการฉีดสัญญาณควบคุมเป็นชุดต่ำสุดของโหนควบคุม และหมายเลขต่ำสุดของโปรแกรมควบคุมโหนหลายเครือข่ายที่แท้จริงสูง แสดงว่า มันเป็นเรื่องยากที่จะควบคุมพวกเขา สำหรับบางธรรมชาติ และเทคโนโลยีเครือข่ายขนาดใหญ่ มันเป็นไปไม่ได้ และไม่เหมาะสมในการควบคุมเครือข่ายทั้งหมด ตัวอย่างเช่น ในเครือข่ายทางชีวภาพเช่นยีนขนาดใหญ่เครือข่ายกำกับดูแล เป็นไปควบคุมยีนทั้งหมด นี้จะแจ้งให้เราสำรวจคำถามวิธีการเลือกเครือข่ายบางส่วนที่ง่ายสำหรับการควบคุม และความสำคัญในระบบเครือข่าย ในงานนี้ เราเสนอวิธีการเพื่อให้บรรลุเป้าหมายนี้ โดยการคำนวณความหนาแน่นของโหนควบคุมขั้นต่ำของเครือข่ายบางส่วนของเครือข่าย Erdös – Rényi (ER) ฟรีสเกล (SF) เครือข่าย และเครือข่ายจริง 23 เราพบว่า วิธีการของเราทำได้ดีกว่าวิธีการสุ่มที่เลือกโหนแบบสุ่ม นอกจากนี้ เราพบว่า โหนดที่เลือก โดยวิธีการของเรามักจะ มีองค์ประกอบสำคัญของระบบทั้งหมด ผ่านโหนที่เลือกวิธีของมนุษย์ส่งสัญญาณเครือข่ายและเครือข่ายปฏิสัมพันธ์ของโปรตีนมนุษย์และค้นพบว่า โหนในจากเครือข่ายเหล่านี้มักจะ เป็นยีนที่เกี่ยวข้องโรคมะเร็งในการศึกษา การใช้งานของเราแสดงการเชื่อมต่อระหว่างโครงสร้างและควบคุมถังของเครือข่าย การปรับปรุงความเข้าใจหลักการควบคุมของระบบที่ซับซ้อนน่าสนใจ

ผลลัพธ์ (ไทย) 2:

วิธีการควบคุมเครือข่ายที่ซับซ้อนที่มีขนาดใหญ่เป็นความท้าทายที่ยิ่งใหญ่ การศึกษาล่าสุดได้พิสูจน์ให้เห็นว่าเครือข่ายทั้งหมดสามารถนำเพียงพอโดยการฉีดเข้าไปในสัญญาณควบคุมกำหนดขั้นต่ำของโหนดคนขับรถ, และตัวเลขต่ำสุดของโหนดไดรเวอร์สำหรับเครือข่ายที่แท้จริงจำนวนมากมีความสูงแสดงให้เห็นว่ามันเป็นเรื่องยากที่จะควบคุมพวกเขา สำหรับเครือข่ายธรรมชาติและเทคโนโลยีบางอย่างขนาดใหญ่ก็เป็นไปไม่ได้และไม่เป็นไปได้ในการควบคุมเครือข่ายเต็มรูปแบบ ยกตัวอย่างเช่นในเครือข่ายทางชีวภาพเช่นเครือข่ายการกำกับดูแลขนาดใหญ่ยีนมันเป็นไปไม่ได้ที่จะควบคุมยีนทั้งหมด นี้จะแจ้งให้เราไปสำรวจคำถามวิธีการเลือกเครือข่ายบางส่วนที่มีความง่ายในการควบคุมและมีความสำคัญในระบบเครือข่าย ในงานนี้เราจึงนำเสนอวิธีการที่จะบรรลุเป้าหมายนี้ โดยการคำนวณโหนดไดรเวอร์ขั้นต่ำความหนาแน่นของเครือข่ายบางส่วนของแอร์ดิช-Rényi (ER) เครือข่ายขนาดฟรี (SF) เครือข่ายและ 23 เครือข่ายจริงเราพบว่าวิธีการของเรามีประสิทธิภาพดีกว่าวิธีการสุ่มที่เลือกโหนดแบบสุ่ม นอกจากนี้เรายังพบว่าโหนดที่ถูกเลือกโดยวิธีการของเรามีแนวโน้มที่จะเป็นองค์ประกอบที่สำคัญของระบบทั้งผ่านการศึกษาโหนดที่ถูกเลือกโดยวิธีการของจริงเครือข่ายการส่งสัญญาณของมนุษย์และมนุษย์เครือข่ายการทำงานร่วมกันของโปรตีนของเราและค้นพบว่าโหนดได้รับการแต่งตั้งจากนี้ เครือข่ายมีแนวโน้มที่จะเป็นโรคมะเร็งยีนที่เกี่ยวข้อง การดำเนินการตามวิธีการของเราแสดงให้เห็นถึงการเชื่อมต่อที่น่าสนใจบางอย่างระหว่างโครงสร้างและการควบคุมของเครือข่าย, การปรับปรุงความเข้าใจในหลักการการควบคุมของระบบที่ซับซ้อนของเรา

ผลลัพธ์ (ไทย) 3:

วิธีการควบคุมเครือข่ายที่ซับซ้อนขนาดใหญ่เป็นความท้าทายที่ยิ่งใหญ่ การศึกษาได้พิสูจน์ว่าเครือข่ายทั้งหมดสามารถเพียงพอ steered โดยฉีดสัญญาณควบคุมเป็นชุดสุดของไดรเวอร์โหนดและจำนวนขั้นต่ำของโหนดเครือข่ายไดรเวอร์หลายสูง ระบุว่า เป็นการยากที่จะควบคุมพวกเขา สำหรับเครือข่ายธรรมชาติและเทคโนโลยีขนาดใหญ่บาง มันเป็นไปไม่ได้ และไม่สามารถควบคุมเครือข่ายเต็มรูปแบบ ตัวอย่างเช่นในเครือข่ายทางชีวภาพ เช่น ยีนควบคุมเครือข่ายขนาดใหญ่ มันเป็นไปไม่ได้ที่จะควบคุมยีนทั้งหมด ให้เราสำรวจบางส่วนของคำถามวิธีการเลือกเครือข่ายที่ง่ายต่อการควบคุม และที่สำคัญในระบบเครือข่าย ในงานนี้ได้นำเสนอวิธีการเพื่อให้บรรลุเป้าหมายนี้ โดยการคำนวณความหนาแน่นของเครือข่ายไดรเวอร์โหนดอย่างน้อยบางส่วนของ ERD ö s ) r éงี่ ( ER ) เครือข่าย , ไท - วัด ( SF ) เครือข่าย 23 เครือข่ายจริง พบว่าวิธีนี้มีประสิทธิภาพดีกว่าวิธีโหนดที่เลือกแบบสุ่ม นอกจากนี้ เราพบว่า โหนดที่เลือกโดยวิธีการของเรามักจะเป็นองค์ประกอบที่สำคัญของระบบทั้งหมด การศึกษาผ่านทางโหนดที่เลือก โดยวิธีการของมนุษย์แท้จริงสัญญาณเครือข่ายและมนุษย์โปรตีนปฏิสัมพันธ์เครือข่ายและการค้นพบว่าเลือกโหนดจากเครือข่ายเหล่านี้มีแนวโน้มที่จะเป็นมะเร็งที่ยีน การใช้วิธีของเราแสดงให้เห็นบางอย่างที่น่าสนใจ ความสัมพันธ์ระหว่างโครงสร้างและการควบคุมของเครือข่ายปรับปรุงความเข้าใจของหลักการควบคุมของระบบที่ซับซ้อน