靶向药物递送:收集受均匀外力作用的粒子群的算法方法
计算几何
2024-08-20 v1
摘要
我们研究了复杂迷宫状环境(如血管系统)中靶向药物递送的算法方法。基本场景由大量微观尺度粒子(''代理'')和系统通道内特定目标区域(''肿瘤'')组成。粒子太小而无法携带机载电源或计算资源,而是由作用于所有粒子的全局均匀外力(如施加的流体流动或电磁场)控制。挑战在于以最少的驱动步骤将所有粒子递送到目标区域。我们为该挑战提供了若干结果。我们证明底层问题是NP完全的,这解释了为何先前工作未提供可证明高效的算法。我们还开发了多种算法方法,大幅改善了所需驱动步骤数量的最坏情况保证。我们通过大量模拟评估了我们的算法方法,涵盖确定性算法和深度学习辅助搜索,结果表明其实际性能具有前景。
引用
@article{arxiv.2408.09729,
title = {Targeted Drug Delivery: Algorithmic Methods for Collecting a Swarm of Particles with Uniform External Forces},
author = {Aaron T. Becker and Sándor P. Fekete and Li Huang and Phillip Keldenich and Linda Kleist and Dominik Krupke and Christian Rieck and Arne Schmidt},
journal= {arXiv preprint arXiv:2408.09729},
year = {2024}
}
备注
21 pages, 11 figures; full version of an extended abstract that appeared in the proceedings of the 37th IEEE International Conference on Robotics and Automation (ICRA 2020)