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第 4 卷第 1 期
智 能 系 统 学 报
Vol.4 №.1
2009 年 2 月
CAAI Transactions on Intelligent Systems
Feb.2009
人 工 免 疫 系 统 研 究 进 展
莫宏伟
1
,左兴权
2
,毕晓君
3
(1.哈尔滨工程大学 自动化学院,黑龙江 哈尔滨 150001; 2.北京邮电大学 信息工程学院,北京 100876; 3.哈尔滨
工程大学 信息与通信工程学院,黑龙江 哈尔滨 150001)
摘 要:对人工免疫系统的工程应用历史及现状进行简要概括.针对目前人工免疫系统研究出现的单纯偏重算法研
究等问题,在自然计算背景下考察面向工程的人工免疫系统的主要研究进展,包括免疫计算、免疫启发的软、硬件系
统等几个重要分支.基于进展情况,对人工免疫系统未来发展方向及面临问题开展讨论和分析.目的是拓展人工免
疫系统研究范围,促使免疫学研究成果受到工程研究的重视和吸收,促进人工免疫系统深入发展.
关键词:自然计算;免疫学;人工免疫系统;免疫计算
中图分类号:TP18 文献标识码:A 文章编号:1673-4785(2009)01-0021-09
Advances in artificial immune systems
MO Hong-wei
1
,ZUO Xing-quan
2
,BI Xiao-jun
3
(1.College of Automation, Harbin Engineering University,Harbin 150001,China;2.School of Information Engineering, Beijing Univer-
sity of Posts and Telecommunications,Beijing 100876,China;3.College of Information and Communication Engineering,Harbin Engi-
neering University,Harbin 150001,China)
Abstract: This paper reviews the history and present state of artificial immune systems (AIS) research.The devel-
opment of engineering-oriented AIS was explored from the background of natural computing, including some impor-
tant branches of immuno-computing, immune inspired software systems and hardware systems, etc.This avoided
focusing only on AIS algorithms.Based on current developments, problems facing AIS were analyzed and future de-
velopments discussed.The aim was to extend the scope of AIS research and promote immunology as a subject wor-
thy of more attention in engineering research, thus realizing the potential of AIS.
Keywords:natural computing; immunology; artificial immune system; immunocomputing
收稿日期:2007-12-24.
基金项目:教育部留学归国人员科研启动基金资助项目(20071108) ;
黑龙江博士后科研启动资金资助项目( LBH-Q0816) ;哈尔
滨市青年人才 专 项 资 金 资 助 项 目 ( 2007RFQXS033 ) ;水下
机器人重点实验室项目(200808) .
通信作者:莫宏伟.E-mail:mhonwei@sina.com.
众所周知的神经网络模型、模糊数学、遗传算法
等,这些方法通过模拟生物学隐含的基本原理(比如,
基本交叉算子用于遗传算法)已经成功解决许多工程
领域中的问题.这些方法看作第一代生物启发的计算
技术
[1]
.人工免疫系统是后来发展的自然计算方法,
属于第二代生物启发的计算技术.本文将人工免疫系
统放在自然计算的体系内来考察,对人工免疫系统近
10 年的发展情况进行总结,与计算免疫学、免疫信息
学相互借鉴,并对未来发展趋势和面临问题进行分析
和探讨,有利于更全面、系统、深入地理解这一领域以
及其他相关领域的思想和方法.
1 人工免疫系统与自然计算
随着生物学的进步,人们对生物系统的认识不
断深入,越来越多的计算机科学家和工程师认识到
更多样的生物系统完全可以作为解决更多复杂问题
的手段.因而不断涌现出新的计算方法,比如利用
DNA 分子实现计算
[2]
、膜计算模型
[3]
以及免疫计算
等等,这些 20 世纪 90 年代以后产生的新方法可以
看作第二代生物启发的计算技术,而所有这些生物
启发的计算技术都是自然计算的一种类型.
自然计算———研究自然界蕴涵的计算能力以及
受自然界启发的计算方法
[1]
,已经形成一个独特的
研究领域.根据文献[1] 的观点,自然计算的内容与
形式可以归纳如图 1 所示.
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