Informações do Trabalho
Titulo
Aceleração de Simulações da Eletrofisiologia Cardíaca com JAX
Subtítulo
Autor
JONATAS DIAS MACHADO COSTA
Orientador
JOVENTINO DE OLIVEIRA CAMPOS
Resumo
A simulação computacional da eletrofisiologia cardíaca permite estudar a propagação elétrica no tecido cardíaco e os cerários de formação de arritmias, mas seu custo computacional cresce rapidamente com o refinamento da malha, o número de passos temporais e a complexidade dos modelos utilizados. Este trabalho avalia o uso de JAX como alternativa para acelerar simulações baseadas no modelo do monodomínio e em diferenças finitas. Inicialmente, uma implementação em NumPy em CPU foi usada como referência para verificar a consistência numérica da implementação em JAX em casos controlados. Em seguida, os experimentos passaram a concentrar-se no desempenho da execução em JAX, especialmente em GPU, no estudo de convergência de malha e na extensão do simulador para um caso tridimensional com máscara anatômica. Foram avaliados os modelos biestável, FitzHugh-Nagumo, Mitchell-Schaeffer e Bueno-Orovio. Os resultados indicaram equivalência prática entre NumPy e JAX nas verificações iniciais em dupla precisão, ganhos expressivos de desempenho com JAX nas malhas maiores e viabilidade da execução do monodomínio 3D mascarado em GPU.
Ano:
2026
Palavras-Chave
Eletrofisiologia cardíaca, JAX, GPU, monodomínio
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