۱. امنیت شبکه و حفاظت از داده‌ها در محیط‌های ابری (Cloud Security)

بیان مسأله:
با رشد روزافزون خدمات ابری، حفاظت از داده‌ها و امنیت شبکه‌ها یک چالش حیاتی است. مشکلاتی مانند دسترسی غیرمجاز، نشت داده و حملات سایبری پیچیده، سازمان‌ها و کاربران را تهدید می‌کند.

یکی از مسائل پژوهشی، توسعه الگوریتم‌ها و سیستم‌های هوشمند برای شناسایی و پیشگیری از حملات سایبری در محیط‌های ابری است.

تحقیقات تحصیلات تکمیلی می‌تواند بر طراحی مدل‌های امن مبتنی بر رمزنگاری، یادگیری ماشین و مدیریت دسترسی تمرکز کند تا امنیت و اطمینان در فضای ابری افزایش یابد.


۲. اینترنت اشیا و شبکه‌های هوشمند (IoT & Smart Networks)

بیان مسأله:
گسترش اینترنت اشیا موجب تولید حجم عظیمی از داده‌ها و افزایش پیچیدگی شبکه‌ها شده است. چالش‌های اصلی شامل مدیریت انرژی، پهنای باند، هماهنگی بین دستگاه‌ها و امنیت شبکه هستند.

یکی از موضوعات پژوهشی، طراحی معماری و الگوریتم‌های بهینه شبکه IoT برای افزایش کارایی و کاهش تأخیر است.

دانشجویان می‌توانند با ترکیب روش‌های مدیریت داده، تحلیل پیش‌بینی و امنیت شبکه، راهکارهای عملی و نوآورانه ارائه دهند.


۳. هوش مصنوعی و یادگیری ماشین در تحلیل داده‌های بزرگ (Big Data & AI)

بیان مسأله:
با افزایش حجم داده‌ها و پیچیدگی اطلاعات، تحلیل دقیق و استخراج دانش ارزشمند از داده‌ها یک چالش مهم در فناوری اطلاعات است.

یکی از مسائل کلیدی پژوهشی، توسعه الگوریتم‌های هوش مصنوعی و یادگیری ماشین برای تحلیل داده‌های بزرگ، افزایش دقت پیش‌بینی و بهینه‌سازی تصمیم‌گیری است.

پژوهش‌های تحصیلات تکمیلی می‌تواند بر طراحی چارچوب‌های پردازش توزیع‌شده و الگوریتم‌های یادگیری عمیق برای تحلیل داده‌ها تمرکز کند.


۴. رایانش ابری و پردازش توزیع‌شده (Cloud & Distributed Computing)

بیان مسأله:
افزایش نیاز به منابع محاسباتی و داده‌های بزرگ، موجب توجه به رایانش ابری و سیستم‌های پردازش توزیع‌شده شده است. چالش‌های اصلی شامل بهینه‌سازی منابع، مقیاس‌پذیری، کاهش تأخیر و اطمینان‌پذیری است.

یکی از مسائل پژوهشی، توسعه الگوریتم‌های مدیریت منابع و توزیع کارآمد داده‌ها در محیط‌های ابری است.

دانشجویان می‌توانند با ترکیب الگوریتم‌های هوشمند و مدل‌های پیش‌بینی، عملکرد سیستم‌های توزیع‌شده را بهبود دهند.


۵. واقعیت مجازی، واقعیت افزوده و فناوری‌های تعاملی (VR/AR & Interactive Technologies)

بیان مسأله:
استفاده از فناوری‌های واقعیت مجازی و افزوده در آموزش، صنایع و خدمات تعاملی در حال افزایش است، اما چالش‌هایی مانند پردازش داده‌های سنگین، تعامل طبیعی کاربر و بهینه‌سازی تجربه وجود دارد.

یکی از موضوعات پژوهشی، طراحی الگوریتم‌های پردازش گرافیکی و سیستم‌های هوشمند برای بهبود تعامل و تجربه کاربری است.

پژوهش‌های تحصیلات تکمیلی می‌تواند بر بهینه‌سازی رابط کاربری، پردازش داده‌ها و تحلیل تجربه کاربری در محیط‌های VR/AR تمرکز کند تا کاربردهای عملی و علمی این فناوری‌ها گسترش یابد.

 

رشته مهندسی فناوری اطلاعات (IT Engineering)،  
پروپوزال خلاصه‌شده  شامل:

  • سؤال پژوهش (RQ)

  • فرضیات پژوهش (Hypotheses)

  • مدل مفهومی (Conceptual Model)

  • ماتریس مرور پیشینه (Literature Review Matrix)


📊 پروپوزال‌های خلاصه مهندسی فناوری اطلاعات

۱. امنیت شبکه و حفاظت از داده‌ها در محیط‌های ابری (Cloud Security)

RQ: چگونه می‌توان امنیت داده‌ها و شبکه‌های ابری را با استفاده از الگوریتم‌های هوشمند و مدل‌های پیش‌بینی بهبود داد؟
فرضیات:

  • الگوریتم‌های یادگیری ماشین قادر به شناسایی حملات سایبری پیشرفته هستند.

  • رمزنگاری پیشرفته و مدیریت دسترسی موجب افزایش امنیت داده‌ها می‌شود.
    مدل مفهومی:
    خطرات سایبری → الگوریتم‌های حفاظتی → مدیریت دسترسی و رمزنگاری → امنیت داده‌ها
    ماتریس مرور پیشینه:
    | نویسنده | سال | یافته اصلی | شکاف پژوهش |
    |---------|-----|------------|-------------|
    | Hashizume | 2013 | چالش‌های امنیت ابری | نیاز به مدل‌های هوشمند |
    | Subashini | 2011 | امنیت داده در محیط ابری | محدودیت در تشخیص حملات پیچیده |
    | Student | 2025 | الگوریتم هوشمند امنیت | افزایش دقت و واکنش سریع |


۲. اینترنت اشیا و شبکه‌های هوشمند (IoT & Smart Networks)

RQ: چگونه می‌توان عملکرد و امنیت شبکه‌های IoT را با الگوریتم‌های بهینه و مدیریت انرژی افزایش داد؟
فرضیات:

  • الگوریتم‌های هوشمند مدیریت داده و انرژی عملکرد شبکه IoT را بهبود می‌بخشند.

  • معماری بهینه شبکه موجب کاهش تأخیر و افزایش پهنای باند می‌شود.
    مدل مفهومی:
    دستگاه‌های IoT → مدیریت داده و انرژی → شبکه هوشمند → عملکرد و امنیت بهبود یافته
    ماتریس مرور پیشینه:
    | نویسنده | سال | یافته اصلی | شکاف پژوهش |
    |---------|-----|------------|-------------|
    | Atzori | 2010 | معرفی مبانی IoT | نیاز به معماری بهینه |
    | Gubbi | 2013 | معماری و مدیریت شبکه | محدودیت امنیت و پهنای باند |
    | Student | 2025 | الگوریتم بهینه IoT | بهبود عملکرد و امنیت |


۳. هوش مصنوعی و یادگیری ماشین در تحلیل داده‌های بزرگ (Big Data & AI)

RQ: چگونه می‌توان با الگوریتم‌های هوش مصنوعی و یادگیری ماشین، تحلیل داده‌های بزرگ و پیش‌بینی دقیق را بهینه کرد؟
فرضیات:

  • الگوریتم‌های یادگیری عمیق قابلیت پردازش داده‌های حجیم و پیچیده را دارند.

  • چارچوب‌های توزیع‌شده موجب افزایش سرعت و دقت تحلیل داده‌ها می‌شوند.
    مدل مفهومی:
    داده‌های بزرگ → الگوریتم‌های AI/ML → تحلیل دقیق → تصمیم‌گیری بهینه
    ماتریس مرور پیشینه:
    | نویسنده | سال | یافته اصلی | شکاف پژوهش |
    |---------|-----|------------|-------------|
    | Dean & Ghemawat | 2008 | معماری MapReduce | محدودیت داده‌های پیچیده |
    | Chen | 2014 | الگوریتم‌های Big Data | نیاز به پردازش سریع‌تر |
    | Student | 2025 | الگوریتم‌های یادگیری توزیع‌شده | تحلیل دقیق و سریع داده‌ها |


۴. رایانش ابری و پردازش توزیع‌شده (Cloud & Distributed Computing)

RQ: چگونه می‌توان با الگوریتم‌های هوشمند و مدل‌های پیش‌بینی، عملکرد سیستم‌های پردازش توزیع‌شده و رایانش ابری را بهبود داد؟
فرضیات:

  • الگوریتم‌های مدیریت منابع موجب افزایش مقیاس‌پذیری و کاهش تأخیر می‌شوند.

  • مدل‌سازی هوشمند توزیع داده‌ها کارایی سیستم را بهبود می‌دهد.
    مدل مفهومی:
    رایانش ابری → مدیریت منابع و داده‌ها → پردازش توزیع‌شده → عملکرد بهینه
    ماتریس مرور پیشینه:
    | نویسنده | سال | یافته اصلی | شکاف پژوهش |
    |---------|-----|------------|-------------|
    | Buyya | 2009 | اصول رایانش ابری | نیاز به مدیریت منابع هوشمند |
    | Armbrust | 2010 | پردازش توزیع‌شده | محدودیت در کاهش تأخیر |
    | Student | 2025 | الگوریتم هوشمند مدیریت منابع | بهبود عملکرد سیستم |


۵. واقعیت مجازی، واقعیت افزوده و فناوری‌های تعاملی (VR/AR & Interactive Technologies)

RQ: چگونه می‌توان تجربه کاربری در محیط‌های VR/AR را با الگوریتم‌های هوشمند و پردازش داده‌های سنگین بهبود داد؟
فرضیات:

  • الگوریتم‌های پردازش گرافیکی پیشرفته تعامل طبیعی کاربر را بهبود می‌دهند.

  • بهینه‌سازی داده‌های سنگین موجب کاهش تأخیر و افزایش کارایی محیط VR/AR می‌شود.
    مدل مفهومی:
    داده‌های VR/AR → الگوریتم‌های پردازش → تعامل کاربر بهبود یافته → کاربردهای هوشمند
    ماتریس مرور پیشینه:
    | نویسنده | سال | یافته اصلی | شکاف پژوهش |
    |---------|-----|------------|-------------|
    | Milgram & Kishino | 1994 | چارچوب واقعیت افزوده | محدودیت تعامل طبیعی |
    | Azuma | 1997 | اصول VR/AR | پردازش داده‌های سنگین |
    | Student | 2025 | الگوریتم‌های پیشرفته VR/AR | بهبود تجربه کاربری و تعامل |


۱. هوش مصنوعی و یادگیری ماشین در سیستم‌های هوشمند

بیان مسأله:
با گسترش داده‌های بزرگ و پیچیدگی سیستم‌های هوشمند، نیاز به الگوریتم‌های پیشرفته یادگیری ماشین و هوش مصنوعی بیش از پیش احساس می‌شود. چالش اصلی، بهبود دقت پیش‌بینی، کاهش خطا و افزایش سرعت پردازش داده‌هاست.

یکی دیگر از مسائل مهم، تحلیل داده‌های پیچیده و ارائه مدل‌هایی است که بتوانند رفتارهای آینده سیستم‌ها را با دقت بالا پیش‌بینی کنند.

پژوهش در این حوزه می‌تواند بر توسعه الگوریتم‌های یادگیری عمیق، شبکه‌های عصبی پیشرفته و روش‌های بهینه‌سازی تمرکز کند و کاربردهای عملی در صنایع مختلف داشته باشد.


۲. امنیت سایبری و حفاظت از داده‌ها

بیان مسأله:
با افزایش حملات سایبری و نفوذ به شبکه‌ها، حفاظت از داده‌ها و اطلاعات حساس به یک ضرورت حیاتی تبدیل شده است. امنیت شبکه‌ها، شناسایی تهدیدات، رمزنگاری و مدیریت دسترسی از مهم‌ترین چالش‌ها هستند.

یکی از مسائل کلیدی پژوهشی، توسعه الگوریتم‌های تشخیص نفوذ و سیستم‌های حفاظتی هوشمند است که بتوانند تهدیدات جدید و پیچیده را به‌صورت زمان واقعی شناسایی کنند.

دانشجویان تحصیلات تکمیلی می‌توانند با ترکیب روش‌های رمزنگاری پیشرفته، یادگیری ماشین و تحلیل رفتار کاربران، راهکارهای نوین برای امنیت سایبری ارائه دهند.


۳. داده‌کاوی و تحلیل داده‌های بزرگ (Big Data Analytics)

بیان مسأله:
افزایش حجم و تنوع داده‌ها در صنایع مختلف، تحلیل دقیق و استخراج دانش ارزشمند از داده‌ها را دشوار کرده است. چالش اصلی، بهبود سرعت پردازش و دقت تحلیل داده‌های بزرگ و پیچیده است.

یکی از مسائل پژوهشی، توسعه الگوریتم‌ها و چارچوب‌های مقیاس‌پذیر برای تحلیل داده‌های حجیم و نیمه‌ساخت‌یافته است.

پژوهش‌های تحصیلات تکمیلی می‌تواند بر ارائه روش‌های نوین داده‌کاوی، الگوریتم‌های یادگیری ماشین توزیع‌شده و مدل‌سازی داده‌ها تمرکز کند تا اطلاعات مفید و کاربردی استخراج شود.


۴. اینترنت اشیا (IoT) و شبکه‌های هوشمند

بیان مسأله:
با رشد سریع دستگاه‌های متصل و اینترنت اشیا، مدیریت داده‌ها و ارتباطات شبکه‌ای در مقیاس بزرگ یک چالش جدی محسوب می‌شود. موضوعاتی مانند امنیت، پهنای باند، مدیریت انرژی و هماهنگی بین دستگاه‌ها از مسائل مهم پژوهشی هستند.

یکی از چالش‌های کلیدی، طراحی معماری‌های بهینه شبکه IoT برای افزایش کارایی و کاهش تأخیر است.

دانشجویان می‌توانند بر توسعه الگوریتم‌های مدیریت داده، شبکه‌های هوشمند، و سیستم‌های پایش و کنترل از راه دور تمرکز کنند تا عملکرد و امنیت شبکه‌های IoT بهبود یابد.


۵. واقعیت مجازی و واقعیت افزوده (VR/AR) و کاربردهای هوشمند

بیان مسأله:
استفاده از فناوری‌های واقعیت مجازی و افزوده در آموزش، پزشکی، صنعت و سرگرمی در حال افزایش است، اما چالش‌های فنی و محتوایی همچنان محدودیت‌هایی ایجاد می‌کنند.

یکی از مسائل پژوهشی، بهبود تجربه کاربری، تعامل طبیعی و کاهش مشکلات پردازش داده‌های سنگین در محیط‌های VR/AR است.

پژوهش‌های تحصیلات تکمیلی می‌تواند بر طراحی الگوریتم‌های پردازش گرافیکی، تعامل انسان و ماشین و کاربردهای هوشمند در VR/AR تمرکز کند تا کاربردهای عملی و علمی این فناوری‌ها گسترش یابد.


 

  پروپوزال خلاصه‌شده شامل:

  • سؤال پژوهش (RQ)

  • فرضیات پژوهش (Hypotheses)

  • مدل مفهومی (Conceptual Model)

  • ماتریس مرور پیشینه (Literature Review Matrix)


📊 پروپوزال‌های خلاصه علوم کامپیوتر

۱. هوش مصنوعی و یادگیری ماشین در سیستم‌های هوشمند

RQ: چگونه می‌توان الگوریتم‌های یادگیری ماشین و هوش مصنوعی را برای بهبود دقت و سرعت سیستم‌های هوشمند بهینه‌سازی کرد؟
فرضیات:

  • الگوریتم‌های یادگیری عمیق قادر به افزایش دقت پیش‌بینی هستند.

  • ترکیب داده‌های بزرگ و شبکه‌های عصبی پیشرفته عملکرد سیستم را بهبود می‌دهد.
    مدل مفهومی:
    داده‌های بزرگ → الگوریتم‌های یادگیری ماشین → پیش‌بینی دقیق → کاربردهای عملی
    ماتریس مرور پیشینه:
    | نویسنده | سال | یافته اصلی | شکاف پژوهش |
    |---------|-----|------------|-------------|
    | LeCun | 2015 | یادگیری عمیق و شبکه‌های عصبی | نیاز به کاهش خطا در داده‌های پیچیده |
    | Goodfellow | 2016 | الگوریتم‌های GAN | کاربرد محدود در سیستم‌های واقعی |
    | Student | 2025 | بهینه‌سازی الگوریتم‌ها | افزایش دقت و سرعت |


۲. امنیت سایبری و حفاظت از داده‌ها

RQ: چگونه می‌توان با استفاده از روش‌های هوشمند، امنیت شبکه و حفاظت از داده‌های حساس را در محیط‌های پیچیده افزایش داد؟
فرضیات:

  • الگوریتم‌های یادگیری ماشین قادر به شناسایی تهدیدات پیشرفته هستند.

  • رمزنگاری پیشرفته می‌تواند امنیت داده‌ها را در سیستم‌های بزرگ بهبود دهد.
    مدل مفهومی:
    تهدیدات سایبری → الگوریتم‌های حفاظتی → شناسایی و پیشگیری → امنیت داده‌ها
    ماتریس مرور پیشینه:
    | نویسنده | سال | یافته اصلی | شکاف پژوهش |
    |---------|-----|------------|-------------|
    | Schneier | 2015 | مبانی امنیت سایبری | نیاز به سیستم‌های هوشمند |
    | Sommer & Paxson | 2010 | تشخیص نفوذ | محدودیت در زمان واقعی |
    | Student | 2025 | الگوریتم‌های پیشرفته | افزایش دقت و واکنش سریع |


۳. داده‌کاوی و تحلیل داده‌های بزرگ (Big Data Analytics)

RQ: چگونه می‌توان با استفاده از الگوریتم‌های نوین، تحلیل داده‌های بزرگ و استخراج دانش ارزشمند را بهینه کرد؟
فرضیات:

  • الگوریتم‌های توزیع‌شده قادر به پردازش سریع داده‌های حجیم هستند.

  • تحلیل داده‌های نیمه‌ساخت‌یافته با چارچوب‌های مقیاس‌پذیر عملکرد بهتری دارد.
    مدل مفهومی:
    داده‌های بزرگ → الگوریتم‌های تحلیل → استخراج دانش → تصمیم‌گیری بهینه
    ماتریس مرور پیشینه:
    | نویسنده | سال | یافته اصلی | شکاف پژوهش |
    |---------|-----|------------|-------------|
    | Dean & Ghemawat | 2008 | معماری MapReduce | محدودیت در داده‌های غیرساخت‌یافته |
    | Chen | 2014 | Big Data Analytics | نیاز به الگوریتم‌های سریع‌تر |
    | Student | 2025 | الگوریتم‌های توزیع‌شده | پردازش داده‌های حجیم با دقت بالا |


۴. اینترنت اشیا (IoT) و شبکه‌های هوشمند

RQ: چگونه می‌توان عملکرد و امنیت شبکه‌های اینترنت اشیا را با استفاده از معماری‌ها و الگوریتم‌های هوشمند بهبود داد؟
فرضیات:

  • الگوریتم‌های مدیریت داده و انرژی کارایی شبکه IoT را افزایش می‌دهند.

  • معماری بهینه شبکه موجب کاهش تأخیر و افزایش پهنای باند می‌شود.
    مدل مفهومی:
    دستگاه‌های IoT → مدیریت داده و انرژی → شبکه هوشمند → عملکرد و امنیت بهبود یافته
    ماتریس مرور پیشینه:
    | نویسنده | سال | یافته اصلی | شکاف پژوهش |
    |---------|-----|------------|-------------|
    | Atzori | 2010 | مبانی اینترنت اشیا | محدودیت در شبکه‌های بزرگ |
    | Gubbi | 2013 | معماری IoT | امنیت و مدیریت انرژی |
    | Student | 2025 | الگوریتم‌های بهینه | شبکه‌های IoT با کارایی بالا |


۵. واقعیت مجازی و واقعیت افزوده (VR/AR) و کاربردهای هوشمند

RQ: چگونه می‌توان تجربه کاربری در محیط‌های VR/AR را با الگوریتم‌های هوشمند و پردازش داده‌های گرافیکی بهبود داد؟
فرضیات:

  • الگوریتم‌های پردازش گرافیکی پیشرفته می‌توانند تعامل کاربر با محیط VR/AR را طبیعی‌تر کنند.

  • بهینه‌سازی داده‌های سنگین و طراحی رابط کاربری موجب کاهش تأخیر و افزایش کارایی می‌شود.
    مدل مفهومی:
    داده‌های VR/AR → الگوریتم‌های پردازش → تعامل کاربر بهبود یافته → کاربردهای هوشمند
    ماتریس مرور پیشینه:
    | نویسنده | سال | یافته اصلی | شکاف پژوهش |
    |---------|-----|------------|-------------|
    | Milgram & Kishino | 1994 | چارچوب واقعیت افزوده | محدودیت تعامل طبیعی |
    | Azuma | 1997 | اصول VR/AR | پردازش داده‌های سنگین |
    | Student | 2025 | الگوریتم‌های پیشرفته | بهبود تجربه کاربری و تعامل |


۱. زیست‌فناوری و ویرایش ژنوم (CRISPR و ژن درمانی)

بیان مسأله:
با پیشرفت تکنولوژی‌های ویرایش ژنوم مانند CRISPR-Cas9، امکان اصلاح ژن‌های معیوب و درمان بیماری‌های ژنتیکی فراهم شده است. اما چالش‌های مهمی مانند دقت و ایمنی این فناوری، عوارض جانبی و پیامدهای اخلاقی آن وجود دارد.

یکی از مسائل اصلی پژوهش، توسعه روش‌هایی برای افزایش دقت برش ژن و کاهش اثرات غیرهدفمند است. همچنین، بررسی تأثیر این تکنولوژی در مدل‌های حیوانی و سلول‌های انسانی برای انتقال به کاربردهای بالینی ضروری است.

تحقیقات در مقاطع تحصیلات تکمیلی می‌تواند بر روی بهبود روش‌های ویرایش ژن، ارزیابی پیامدهای جانبی و مدل‌سازی اثرات طولانی‌مدت تمرکز کند.


۲. زیست‌محیطی و تغییرات اکوسیستم‌ها

بیان مسأله:
تغییرات اقلیمی و فعالیت‌های انسانی موجب تخریب زیستگاه‌ها و تغییر در ساختار اکوسیستم‌ها شده است. از دست رفتن تنوع زیستی و تغییر جمعیت گونه‌ها، تهدیدی جدی برای پایداری محیط‌زیست و خدمات اکوسیستمی به شمار می‌رود.

چالش پژوهشی، شناسایی مکانیزم‌های زیستی و اکولوژیک است که این تغییرات را هدایت می‌کنند و پیش‌بینی واکنش اکوسیستم‌ها به فشارهای محیطی را ممکن می‌سازند.

دانشجویان تحصیلات تکمیلی می‌توانند با ترکیب روش‌های مدل‌سازی، سنجش از دور و مطالعات میدانی، الگوهای تغییرات اکوسیستم را تحلیل و راهکارهای حفاظت و بازسازی ارائه دهند.


۳. زیست‌شناسی مولکولی و پروتئومیکس

بیان مسأله:
تعیین ساختار و عملکرد پروتئین‌ها و تعاملات آن‌ها در سلول، محور اصلی زیست‌شناسی مولکولی و پروتئومیکس است. با افزایش داده‌های زیستی، تحلیل دقیق شبکه‌های پروتئینی و شناسایی مسیرهای بیولوژیک پیچیده به یک چالش مهم تبدیل شده است.

یکی از مسائل کلیدی، توسعه الگوریتم‌های تحلیلی و مدل‌سازی برای پیش‌بینی عملکرد پروتئین‌ها و ارتباط آن‌ها با بیماری‌ها است.

پژوهش‌های تحصیلات تکمیلی می‌تواند به طراحی مدل‌های پیشرفته برای تحلیل شبکه‌های پروتئینی و کشف اهداف دارویی جدید منجر شود.


۴. زیست‌شناسی سلولی و مهندسی بافت

بیان مسأله:
مهندسی بافت و سلول‌های بنیادی فرصت‌های بزرگی در پزشکی بازساختی ایجاد کرده است، اما هنوز چالش‌های فنی و بیولوژیک بسیاری باقی است. ایجاد بافت‌های عملکردی و مشابه بافت‌های طبیعی، کنترل رشد سلولی و هماهنگی با سیستم ایمنی بدن از مسائل حیاتی است.

پژوهش در این حوزه می‌تواند بر طراحی داربست‌های زیستی، کنترل محیط کشت و بهینه‌سازی شرایط رشد سلول‌ها تمرکز کند.

این مطالعات برای توسعه درمان‌های بالینی و بازسازی اندام‌ها ضروری است و بستری ایده‌آل برای رساله‌های دکتری و پایان‌نامه‌های ارشد فراهم می‌کند.


۵. زیست‌شناسی محاسباتی و سیستم‌های بیولوژیک

بیان مسأله:
افزایش داده‌های زیستی و پیچیدگی سیستم‌های بیولوژیک، نیازمند استفاده از زیست‌شناسی محاسباتی و مدل‌سازی ریاضی است. تحلیل داده‌های ژنومی، پروتئومی و متابولیک، برای فهم بهتر عملکرد سلول‌ها و بافت‌ها حیاتی است.

چالش اصلی، توسعه مدل‌های دقیق و قابل اعتماد برای پیش‌بینی رفتار سیستم‌های زیستی و طراحی آزمایش‌های هدفمند است.

دانشجویان تحصیلات تکمیلی می‌توانند با ترکیب الگوریتم‌های یادگیری ماشین، مدل‌سازی ریاضی و تحلیل داده‌های بزرگ، بینش‌های جدیدی درباره مکانیزم‌های زیستی ارائه دهند.


 

پروپوزال خلاصه‌شده شامل:

  • سؤال پژوهش (RQ)

  • فرضیات پژوهش (Hypotheses)

  • مدل مفهومی (Conceptual Model)

  • ماتریس مرور پیشینه (Literature Review Matrix)


📊 پروپوزال‌های خلاصه زیست‌شناسی

۱. زیست‌فناوری و ویرایش ژنوم (CRISPR و ژن درمانی)

RQ: چگونه می‌توان دقت و ایمنی ویرایش ژنوم با استفاده از فناوری CRISPR را در درمان بیماری‌های ژنتیکی افزایش داد؟
فرضیات:

  • بهینه‌سازی برش‌های CRISPR موجب کاهش اثرات جانبی غیرهدفمند می‌شود.

  • مدل‌سازی سلولی و حیوانی می‌تواند عملکرد ویرایش ژن را پیش‌بینی کند.
    مدل مفهومی:
    فناوری CRISPR → اصلاح ژن → بررسی ایمنی و دقت → کاربرد بالینی
    ماتریس مرور پیشینه:
    | نویسنده | سال | یافته اصلی | شکاف پژوهش |
    |---------|-----|------------|-------------|
    | Doudna & Charpentier | 2014 | معرفی CRISPR | نیاز به کاهش اثرات جانبی |
    | Komor | 2017 | ویرایش ژن دقیق | محدودیت در مدل‌های انسانی |
    | Student | 2025 | بهینه‌سازی الگوریتم | افزایش دقت و ایمنی |


۲. زیست‌محیطی و تغییرات اکوسیستم‌ها

RQ: چگونه تغییرات اقلیمی و فعالیت‌های انسانی موجب تغییر جمعیت گونه‌ها و ساختار اکوسیستم‌ها می‌شوند؟
فرضیات:

  • فعالیت‌های انسانی باعث کاهش تنوع زیستی می‌شوند.

  • مدل‌سازی اکوسیستم با داده‌های میدانی و سنجش از دور می‌تواند تغییرات را پیش‌بینی کند.
    مدل مفهومی:
    تغییرات اقلیمی + فعالیت انسانی → تغییر ساختار اکوسیستم → کاهش تنوع زیستی → پیامدهای محیطی
    ماتریس مرور پیشینه:
    | نویسنده | سال | یافته اصلی | شکاف پژوهش |
    |---------|-----|------------|-------------|
    | IPBES | 2019 | کاهش تنوع زیستی جهانی | نیاز به مطالعات منطقه‌ای |
    | Tilman | 2020 | اثرات فعالیت‌های انسانی | داده‌های محدود در برخی مناطق |
    | Student | 2025 | مدل‌سازی اکوسیستم | پیش‌بینی دقیق‌تر تغییرات |


۳. زیست‌شناسی مولکولی و پروتئومیکس

RQ: چگونه می‌توان شبکه‌های پروتئینی و مسیرهای بیولوژیک پیچیده را با دقت بالاتر تحلیل و شناسایی کرد؟
فرضیات:

  • الگوریتم‌های پیشرفته قادر به تحلیل داده‌های پروتئومی بزرگ هستند.

  • شناسایی اهداف دارویی با مدل‌سازی شبکه‌های پروتئینی امکان‌پذیر است.
    مدل مفهومی:
    داده‌های پروتئومی → تحلیل شبکه پروتئین‌ها → شناسایی مسیرهای بیولوژیک → اهداف دارویی
    ماتریس مرور پیشینه:
    | نویسنده | سال | یافته اصلی | شکاف پژوهش |
    |---------|-----|------------|-------------|
    | Aebersold | 2016 | پیشرفت پروتئومیکس | محدودیت تحلیل شبکه‌های بزرگ |
    | Cox & Mann | 2011 | الگوریتم‌های شناسایی پروتئین | داده‌های پیچیده |
    | Student | 2025 | مدل شبکه پروتئین | پیش‌بینی عملکرد بهتر |


۴. زیست‌شناسی سلولی و مهندسی بافت

RQ: چگونه می‌توان بافت‌های عملکردی و مشابه بافت طبیعی را با استفاده از سلول‌های بنیادی و داربست‌های زیستی تولید کرد؟
فرضیات:

  • طراحی داربست‌های زیستی مناسب، رشد سلول‌ها را بهبود می‌بخشد.

  • کنترل محیط کشت و سیگنال‌های سلولی موجب توسعه بافت‌های عملکردی می‌شود.
    مدل مفهومی:
    سلول‌های بنیادی + داربست زیستی → رشد کنترل‌شده → بافت عملکردی → کاربرد پزشکی
    ماتریس مرور پیشینه:
    | نویسنده | سال | یافته اصلی | شکاف پژوهش |
    |---------|-----|------------|-------------|
    | Langer & Vacanti | 1993 | معرفی مهندسی بافت | چالش در بافت‌های پیچیده |
    | Murphy & Atala | 2014 | داربست‌های زیستی | محدودیت در عملکرد بافت |
    | Student | 2025 | بهینه‌سازی رشد سلولی | تولید بافت نزدیک به طبیعی |


۵. زیست‌شناسی محاسباتی و سیستم‌های بیولوژیک

RQ: چگونه می‌توان با مدل‌سازی ریاضی و زیست‌شناسی محاسباتی، رفتار سیستم‌های بیولوژیک پیچیده را پیش‌بینی کرد؟
فرضیات:

  • الگوریتم‌های یادگیری ماشین می‌توانند داده‌های زیستی بزرگ را تحلیل کنند.

  • ترکیب مدل‌سازی ریاضی با داده‌های تجربی، دقت پیش‌بینی سیستم‌های زیستی را افزایش می‌دهد.
    مدل مفهومی:
    داده‌های زیستی → مدل‌سازی ریاضی + الگوریتم‌های محاسباتی → پیش‌بینی رفتار سیستم → کاربرد پژوهشی
    ماتریس مرور پیشینه:
    | نویسنده | سال | یافته اصلی | شکاف پژوهش |
    |---------|-----|------------|-------------|
    | Kitano | 2002 | معرفی زیست‌شناسی سیستم‌ها | محدودیت در مدل‌های پیچیده |
    | Barabási | 2011 | شبکه‌های بیولوژیک | تحلیل داده‌های بزرگ |
    | Student | 2025 | الگوریتم‌های پیشرفته | پیش‌بینی دقیق سیستم‌ها |