Predictive compression of molecular dynamics trajectories

Date issued

2020

Journal Title

Journal ISSN

Volume Title

Publisher

Elsevier

Abstract

Simulace molekulární dynamiky pomáhá lépe porozumět složitému chování molekul. Výstupem takové simulace je popis trajektorií jednotlivých atomů pomocí snímků jejich pozic v čase. Pro redukci dat velmi dlouhých trajektorií bylo vyvinuto mnoho kompresních metod. Redukce dat je zpravidla dosaženo omezením přesnosti souřadnic, kódováním rozdílů místo absolutních hodnot, redukcí dimenzionality pomocí analýzy hlavních komponent, případně se pro redukci dat používají polynomy aproximující jednotlivé trajektorie. V předchozích metodách ale ještě nebyl plně využit potenciál pro zlepšení komprese, pokud se berou v úvahu i vazby mezi atomy. Proto jsme vyvinuli metodu ztrátové komprese, která dokáže zachytit zejména lokální rotační pohyb atomů vzhledem k jejich vazbě na sousední atomy a použít tuto informaci k predikci pozic atomů v každém snímku. Maximální povolená chyba souřadnic je při dekompresi plně pod kontrolou. V našich experimentech jsme s touto metodou dosáhli významně lepšího datového toku než u ostatních metod na stejné úrovni maximální povolené chyby.

Description

Subject(s)

Komprese, trajektorie, procházení grafu, molekulární simulace, molekulární dynamika, kódování

Citation

DVOŘÁK, J., MAŇÁK, M., VÁŠA, L. Predictive compression of molecular dynamics trajectories. Journal of Molecular Graphics and Modelling, 2020, roč. 96, č. MAY 2020, s. 1-10. ISSN 1093-3263.
OPEN License Selector