人工免疫算法.ppt

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1、免疫进化理论的研究主要内容研究背景与现状；免疫进化算法；免疫神经网络；研究背景在生物科学领域，人们对进化、遗传和免疫等自然现象已经进行了广泛而深入的研究；进化算法是建立在模仿生物遗传与自然选择基础上的一种并行优化算法，其性能优异、应用广泛；进化算子在为每个个体提供了进化机会的同时，也无可避免地产生了退化的可能；大多数待求问题有可以利用的先验知识或特征信息，故可以利用这些信息来抑制进化过程中的退化现象；生物免疫理论为改进原有算法的性能，建立集进化与免疫机制于一体的新型全局并行算法奠定了基础。Art

2、ificialImmuneSystem－AIS人工智能信息处理系统的研究脑神经系统（神经网络）；遗传系统（进化计算）；免疫系统（人工免疫系统）。一门新兴的研究领域。AIS的研究历史Farmer等人在1986年首先在工程领域提出免疫概念；Varela等人受免疫网络学说的启发，提出并进而完善免疫网络模型。人工免疫网络模型AIS的研究现状之一独特型免疫网络（Jerne）；互联耦合免疫网络（Ishiguro）；免疫反应网络（Mitsumoto）；对称网络（Hoffmann）；多值免疫网络（Tang）.免

3、疫学习算法AIS的研究现状之二反面选择算法（Forrest）；免疫学习算法（Hunt&Cooke）；免疫遗传算法（Chun）；免疫Agent算法（Ishida）；免疫网络调节算法（Wang&Cao）；免疫进化算法（Jiao&Wang）.国际研究AIS的研究现状之三1996年，日本，基于免疫性系统的国际专题讨论会，提出并确认人工免疫系统（AIS）的概念；1997年，IEEE的SMC组织专门成立了人工免疫系统及应用的分会组织；目前，几乎所有有关人工智能领域的学术会议都收录AIS方面的论文。免疫进化算法的

4、研究生物免疫的启示在生物自然界中，免疫现象普遍存在，并对物种的生存与繁衍发挥着重要的作用；生物的免疫功能主要是由参与免疫反应的细胞或由其构成的器官来完成的；生物免疫主要有两种类型：特异性免疫（SpecificImmunity），非特异性免疫反应（NonspecificImmunity）；生物免疫系统是通过自我识别、相互刺激与制约而构成了一个动态平衡的网络结构。免疫生物学的基本概念抗原是指能够刺激和诱导机体的免疫系统使其产生免疫应答，并能与相应的免疫应答产物在体内或体外发生特异性反应的物质。抗体

5、是指免疫系统受抗原刺激后，免疫细胞转化为浆细胞并产生能与抗原发生特异性结合的免疫球蛋白，该免疫球蛋白即为抗体。免疫系统的主要功能免疫防御即机体防御病原微生物的感染；免疫（自身）稳定即机体通过免疫功能经常消除那些损伤和衰老的细胞以维持机体的生理平衡；免疫监视即机体通过免疫功能防止或消除体内细胞在新陈代谢过程中发生突变的和异常的细胞。免疫系统的主要特点免疫识别免疫应答免疫耐受免疫记忆免疫调节算法研究生物学概念与理论方法：工程计算方法进化＋免疫传统进化算法是在一定发生概率的条件下，随机地、

6、没有指导地迭代搜索，因此它们在为群体中的个体提供了进化机会的同时，也无可避免地产生了退化的可能。每一个待求的实际问题都会有自身一些基本的、显而易见的特征信息或知识。然而进化算法中的交叉和变异算子在求解问题时，操作的可变程度较小。基本概念染色体表示待求问题的解的形式的一种数据结构。基因构成染色体的最基本的数据单位。个体具有某类染色体结构的一种特例。基本概念抗原所有可能错误的基因，即非最佳个体的基因。疫苗根据进化环境或待求问题的先验知识，所得到的对最佳个体基因的估计。抗体根据疫苗修正某个个体

7、的基因所得到的新个体。免疫算子有两种类型：全免疫非特异性免疫目标免疫特异性免疫免疫思想的实现免疫算子即：群体中的每个个体在进化算子作用后，对其每一环节都进行一次免疫操作的免疫类型；即：在进行了进化操作后，经过一定的判断，个体仅在作用点处发生免疫反应的一种类型。免疫操作的基本过程首先，对待求求问题进行具体分析，从中提取出最基本的特征信息；其次，对此特征信息进行处理，以将其转化为求解问题的一种方案；最后，将此方案以适当的形式转化成免疫算子以实施具体的操作。免疫算子算法中的免疫思想主要是在合理提取

8、疫苗的基础上，通过免疫算子来实现的；免疫算子由接种疫苗和免疫选择两个操作完成的。TheImmuneoperator为了防止群体的退化。为了提高个体的适应度。设个体x，给其接种疫苗是指按照先验知识来修改x的某些基因位上的基因或其分量，使所得个体以较大的概率具有更高的适应度。疫苗是从先验知识中提炼出来的，它所含的信息量及其准确性对算法性能的发挥起着重要的作用。免疫算子接种疫苗之这一操作一般分两步完成：第一步是免疫检测，即对接种了疫苗的个体进行检测，若其适应