智能系统控制人工免疫与免疫控制

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1、人工免疫与免疫控制人工免疫与免疫控制免疫计算智能系统的应用免疫计算智能系统的应用免疫算法免疫算法人工免疫网络模型人工免疫网络模型生物免疫机理生物免疫机理 人工免疫系统概述人工免疫系统概述2021/3/101讲解：XX1 概概 述述人工免疫系统的产生与发展人工免疫系统的产生与发展AIS的研究范畴及应用的研究范畴及应用 免疫计算智能与其他智能技术的比较免疫计算智能与其他智能技术的比较2021/3/102讲解：XX1.1 人工免疫系统的产生与发展人工免疫系统的产生与发展生物信息系统可看成一个分布式自治系统，且生物信息系统可看成一个分布式自治系统，且能提供给科学和工程领域各种富有成效的技术能提供给科学

2、和工程领域各种富有成效的技术和方法和方法由生物引发的信息处理系统可分为：脑神经系由生物引发的信息处理系统可分为：脑神经系统（神经网络）、遗传系统（进化计算）和免统（神经网络）、遗传系统（进化计算）和免疫系统（人工免疫系统（疫系统（人工免疫系统（AIS）神经网络和进化计算已被广泛地应用于各个领神经网络和进化计算已被广泛地应用于各个领域，而域，而AIS由于其复杂性没有引起与神经网络由于其复杂性没有引起与神经网络和进化计算等计算领域同等的重视，直到近几和进化计算等计算领域同等的重视，直到近几年才引起国内外研究学者的兴趣年才引起国内外研究学者的兴趣 2021/3/103讲解：XXDasgupta给出的

3、定义：给出的定义：“人工免疫系统由生人工免疫系统由生物免疫系统启发而来的智能策略所组成，物免疫系统启发而来的智能策略所组成，主要用于信息处理和问题求解主要用于信息处理和问题求解”Timmis给出的定义：给出的定义：“人工免疫系统是一种人工免疫系统是一种由理论生物学启发而来的计算范式，它借由理论生物学启发而来的计算范式，它借鉴了一些免疫系统的功能、原理和模型并鉴了一些免疫系统的功能、原理和模型并用于复杂问题的解决用于复杂问题的解决” 人工免疫系统的定义人工免疫系统的定义2021/3/104讲解：XXAIS的研究结果已涉及到的研究结果已涉及到控制控制 故障诊断故障诊断 模式识别模式识别图像识别图像

4、识别 优化设计优化设计 机器学习机器学习联想记忆联想记忆 知识发现知识发现 异常检测异常检测 计算机网络安全等许多领域计算机网络安全等许多领域人工免疫系统的产生与发展2021/3/105讲解：XXAIS已已 成成 为为 许许 多多 国国 际际 期期 刊刊 的的 重重 要要 议议 题题 如如 ， Evolutionary Computation， IEEE Transaction on Evolutionary Computation等，后者在等，后者在2001年和年和2002年相继出版了年相继出版了AIS专辑专辑在在国国际际会会议议方方面面，从从1997年年开开始始，IEEE System，M

5、an and Cybernetic国际会议每年均组织专门的国际会议每年均组织专门的AIS研讨会研讨会其其 它它 国国 际际 会会 议议 如如 GECCO（ Genetic and Evolutionary Computation Conference），CEC（Congress on Evolutionary Computation）等也将）等也将AIS作为主题之一作为主题之一第第 一一 届届 AIS国国 际际 学学 术术 会会 议议 ICARIS（ 1st International Conference on Artificial Immune Systems）也也于于2002年年9月月在

6、在英国英国Kent大学召开大学召开20122012年年 , ,首首 个个 人人 工工 免免 疫疫 系系 统统 领领 域域 的的 学学 术术 刊刊 物物 Immune Immune ComputationComputation创刊创刊人工免疫系统的产生与发展人工免疫系统的产生与发展2021/3/106讲解：XXAIS研研究究的的主主要要内内容容是是根根据据生生物物免免疫疫系系统统的的一一些些重重要要机机理理和和原原理理，得得到到人人工工免免疫疫网网络络模模型型和和免免疫疫学学习习算算法法，并并将将这这些些计计算算模模型用于工程及计算机网络等各个方面型用于工程及计算机网络等各个方面人工免疫网络模型

7、的生物理论基础是各种人工免疫网络模型的生物理论基础是各种免疫网络学说，如独特型网络、互联耦合免疫网络学说，如独特型网络、互联耦合免疫网络、免疫反应网络、对称网络和多免疫网络、免疫反应网络、对称网络和多值免疫网络等值免疫网络等AIS的研究范畴及应用的研究范畴及应用 2021/3/107讲解：XX免疫算法有以下优点：免疫算法有以下优点：保保存存了了多多样样性性。因因为为免免疫疫算算法法有有两两大大特特点点，即即多多样样性性和和自自我我调调节节，所所以以使使用用这这一一方方法法能能够够获获得得许多优化问题的最优解许多优化问题的最优解记记忆忆训训练练。应应用用免免疫疫算算法法，通通过过重重复复的的优优

8、化化过过程程，能能够够很很快快地地得得到到最最优优解解。因因为为对对于于曾曾经经出出现现过过的的抗抗原原，免免疫疫算算法法产产生生相相应应抗抗体体的的速速度度比比以以前前更更快快。虽虽然然遗遗传传算算法法和和免免疫疫算算法法一一样样，都都是是模模仿仿自自然然进进化化过过程程的的优优化化模模型型，但但是是在在记记忆忆训训练练和和不不同抗体的产生方面，两者有本质的区别同抗体的产生方面，两者有本质的区别 免疫算法与进化算法的比较免疫算法与进化算法的比较 2021/3/108讲解：XX免免疫疫算算法法与与一一般般的的确确定定性性优优化化算算法法相相比比，有有以以下下显著特点：显著特点：它它同同时时搜搜

9、索索解解空空间间中中的的一一系系列列点点，而而不不只只是是一一个个点点它处理的对象是表示待求解参数的编码数字串，它处理的对象是表示待求解参数的编码数字串，而不是参数本身而不是参数本身它它使使用用的的是是目目标标函函数数本本身身，而而不不是是其其导导数数或或其其它它附加信息附加信息它的变化规则是随机的，而不是确定的它的变化规则是随机的，而不是确定的 免疫算法与进化算法的比较免疫算法与进化算法的比较 2021/3/109讲解：XX免疫算法与其它非确定性算法（如遗传算法免疫算法与其它非确定性算法（如遗传算法进化策略等）之间有如下的区别：进化策略等）之间有如下的区别：它它在在记记忆忆单单元元基基础础上

10、上运运行行，确确保保了了快快速速收收敛于全局最优解敛于全局最优解它它有有计计算算亲亲和和性性的的程程序序，反反映映了了真真实实免免疫疫系统的多样性系统的多样性它通过促进或抑制抗体的产生，体现了免它通过促进或抑制抗体的产生，体现了免疫反应的自我调节功能疫反应的自我调节功能免疫算法与进化算法的比较免疫算法与进化算法的比较 2021/3/1010讲解：XX 免疫算法有不同于其它算法的附加优化步骤：免疫算法有不同于其它算法的附加优化步骤：计计算算亲亲和和性性。亲亲和和性性有有两两种种形形式式：一一种种形形式式说说明明了了抗抗体体和和抗抗原原之之间间的的关关系系，即即解解和和目目标标的的匹匹配配程程度度

11、；另另一一种种形形式式解解释释了了抗抗体体之之间间的的关关系系，这这个个独独有有的的特特性保证了免疫算法具有多样性性保证了免疫算法具有多样性计计算算期期望望值值。计计算算期期望望值值的的作作用用是是控控制制适适用用于于抗抗原原（目标）的相同抗体的过多产生（目标）的相同抗体的过多产生构造记忆单元。用一组记忆单元保存用于防御抗原构造记忆单元。用一组记忆单元保存用于防御抗原的一组抗体（优化问题的候选解）。在此基础上，的一组抗体（优化问题的候选解）。在此基础上，免疫算法能够以很快的速度收敛于全局最优解免疫算法能够以很快的速度收敛于全局最优解免疫算法与进化算法的比较免疫算法与进化算法的比较 2021/3

12、/1011讲解：XX2 生物免疫机理生物免疫机理生物免疫系统的组成与特征生物免疫系统的组成与特征 免疫系统的计算能力免疫系统的计算能力 免疫系统的自体免疫系统的自体/异体识别机理异体识别机理 免疫系统的网络学说免疫系统的网络学说 免疫的学习机理免疫的学习机理 免疫系统的反馈机理免疫系统的反馈机理 与免疫遗传算法相关的生物机理与免疫遗传算法相关的生物机理 2021/3/1012讲解：XX生物免疫系统的组成与特征生物免疫系统的组成与特征免疫系统是生物，特别是脊椎动物和免疫系统是生物，特别是脊椎动物和人类所必备的防御机理，它由具有免人类所必备的防御机理，它由具有免疫功能的器官、组织、细胞、免疫效疫功

13、能的器官、组织、细胞、免疫效应分子及有关的基因等组成，可以保应分子及有关的基因等组成，可以保护机体抗御病原体、有害的异物及癌护机体抗御病原体、有害的异物及癌细胞等致病因子的侵害细胞等致病因子的侵害免疫的功能包括：免疫防御免疫的功能包括：免疫防御 ；免疫稳；免疫稳定；免疫监视定；免疫监视 2021/3/1013讲解：XX生物免疫系统的组成与特征生物免疫系统的组成与特征抗原具有的性能：抗原具有的性能：（1）刺激机体产生免疫应答的免疫原性）刺激机体产生免疫应答的免疫原性（2）与相应免疫应答的产物发生特异性结合）与相应免疫应答的产物发生特异性结合2021/3/1014讲解：XX免疫系统的计算能力免疫系

14、统的计算能力 免疫识别免疫识别 免疫学习免疫学习 免疫记忆免疫记忆 克隆选择和阈值机理克隆选择和阈值机理 个体多样性个体多样性 分布式和自适应性分布式和自适应性 特征抽取特征抽取 自我调整自我调整 2021/3/1015讲解：XX免疫系统的网络学说免疫系统的网络学说 免疫学说中有两种学说占主导地位免疫学说中有两种学说占主导地位（1）细胞克隆选择学说）细胞克隆选择学说 细胞克隆选择学说的基点是外来抗原选择原先处细胞克隆选择学说的基点是外来抗原选择原先处于静止状态的互补细胞克隆，被选择细胞克隆的于静止状态的互补细胞克隆，被选择细胞克隆的激活、增殖和效应概念是免疫应答的细胞学过程，激活、增殖和效应概

15、念是免疫应答的细胞学过程，然而针对自身抗原的细胞克隆则被抑制或消除，然而针对自身抗原的细胞克隆则被抑制或消除，因而对外来抗原的识别是关键因素。因而对外来抗原的识别是关键因素。2021/3/1016讲解：XX（2）网络学说）网络学说 网络学说的观点是建立在自身识别上，认为免疫系网络学说的观点是建立在自身识别上，认为免疫系统是淋巴细胞上分布的特异性抗原受体统是淋巴细胞上分布的特异性抗原受体V区的网络，区的网络，这个网络是通过免疫细胞相互识别这个网络是通过免疫细胞相互识别V区上的抗原决区上的抗原决定簇来实现的；对外来抗原的应答是建筑在识别自定簇来实现的；对外来抗原的应答是建筑在识别自身抗原基础上的反

16、应。免疫应答中的细胞间相互作身抗原基础上的反应。免疫应答中的细胞间相互作用大致有四种类型：相关识别、连锁识别、多克隆用大致有四种类型：相关识别、连锁识别、多克隆相互作用、独特型与抗独特型之间相互作用。相互作用、独特型与抗独特型之间相互作用。 免疫系统的网络学说免疫系统的网络学说 2021/3/1017讲解：XX免疫系统具有高度分辨免疫系统具有高度分辨“自体自体”与与“异体异体”抗原抗原物质的能力，这种识别作用是由免疫淋巴细胞完物质的能力，这种识别作用是由免疫淋巴细胞完成的。免疫淋巴细胞对抗原分子的识别、自身的成的。免疫淋巴细胞对抗原分子的识别、自身的活化、增殖和分化以及产生效应的过程称之为免活

17、化、增殖和分化以及产生效应的过程称之为免疫应答。免疫淋巴细胞在抗原识别过程中被诱导疫应答。免疫淋巴细胞在抗原识别过程中被诱导活化，形成以活化，形成以B细胞介导的体液免疫和以细胞介导的体液免疫和以T细胞介细胞介导的细胞免疫；亦可被诱导而处于不活化状态，导的细胞免疫；亦可被诱导而处于不活化状态，称之为免疫耐受。称之为免疫耐受。免疫系统的自体免疫系统的自体/异体识别机理异体识别机理 2021/3/1018讲解：XX免疫细胞对抗原的识别是通过结合（或匹配）免疫细胞对抗原的识别是通过结合（或匹配）过程实现的，相应地，过程实现的，相应地，AIS中的抗原识别通过特中的抗原识别通过特征匹配来实现，其核心是定义

18、一个匹配阈值，征匹配来实现，其核心是定义一个匹配阈值，而对匹配的度量则采用多种方法如，海明而对匹配的度量则采用多种方法如，海明（Hamming）距离、欧式（）距离、欧式（Euclidean）距离及）距离及Forrest所提出的所提出的R连续位匹配方法等连续位匹配方法等 免疫系统的自体免疫系统的自体/异体识别机理异体识别机理 2021/3/1019讲解：XX免疫的学习机理免疫的学习机理 免疫学习大致可分为两种：一种发生在初次免疫学习大致可分为两种：一种发生在初次应答阶段，即免疫系统首次识别一种新的抗应答阶段，即免疫系统首次识别一种新的抗原时，其应答时间相对较长；而当机体重复原时，其应答时间相对较

19、长；而当机体重复遇到同一抗原时，由于免疫记忆机制的作用，遇到同一抗原时，由于免疫记忆机制的作用，免疫系统对该抗原的应答速度大大提高，并免疫系统对该抗原的应答速度大大提高，并且产生高亲和度的抗体去除抗原，这个过程且产生高亲和度的抗体去除抗原，这个过程是一个增强式学习（是一个增强式学习（reinforcement learning）过程，对应于再次应答。过程，对应于再次应答。 2021/3/1020讲解：XX免疫学习一般有以下几种途径：免疫学习一般有以下几种途径：（1）对同一抗原进行重复学习，属于增强式学习）对同一抗原进行重复学习，属于增强式学习（2）亲亲和和度度成成熟熟，对对应应于于AIS中中的

20、的个个体体经经遗遗传传操操作作后其亲和度逐步提高的过程，属于遗传学习后其亲和度逐步提高的过程，属于遗传学习（3）低度的重复感染，对应于）低度的重复感染，对应于AIS的重复训练过程的重复训练过程（4）对对内内生生和和外外生生抗抗原原的的交交叉叉应应答答，属属于于联联想想式式学学习，对应于联想记忆机制习，对应于联想记忆机制 免疫的学习机理免疫的学习机理 2021/3/1021讲解：XX免疫系统的反馈机理免疫系统的反馈机理 由免疫反馈原理图知，当抗原进入机体，经周围细胞消化后，由免疫反馈原理图知，当抗原进入机体，经周围细胞消化后，将信息传递给将信息传递给T细胞，即传递给细胞，即传递给TH细胞和细胞和

21、TS细胞，细胞， TS细胞用于抑细胞用于抑制制TH细胞的产生。然后共同刺激细胞的产生。然后共同刺激B细胞，经过一段时间后，细胞，经过一段时间后，B细细胞产生抗体以清除抗原。当抗原较多时，机体内的胞产生抗体以清除抗原。当抗原较多时，机体内的TH细胞亦较多，细胞亦较多，而而TS细胞却较少，从而产生的细胞却较少，从而产生的B细胞会多些。随着抗原的减少，细胞会多些。随着抗原的减少，机体内机体内TS细胞增多，它抑制了细胞增多，它抑制了TH细胞的产生，则细胞的产生，则B细胞也随着减细胞也随着减少，经过一段时间后，免疫反馈系统便趋于平衡。少，经过一段时间后，免疫反馈系统便趋于平衡。 图图1 免疫系统的反馈机

22、理免疫系统的反馈机理2021/3/1022讲解：XX与遗传算法相关的特征与遗传算法相关的特征（1）产产生生多多样样抗抗体体的的能能力力：通通过过细细胞胞的的分分裂裂和和分分化化作作用用，免免疫疫系系统统可可产产生生大大量量的的抗抗体体来来抵抵御御各各种种抗抗原原，这这对对应应于于遗遗传传算算法法中中个个体体的的多多样样性性。这这种种机机制制可可用用于于提提高高遗遗传传算算法法的的全全局搜索能力而不陷于局部解局搜索能力而不陷于局部解（2）自自我我调调节节机机构构：免免疫疫系系统统具具有有维维持持免免疫疫平平衡衡的的机机制制，通通过过对对抗抗体体的的抑抑制制和和促促进进作作用用，能能自自我我调调节

23、节产产生生适适当当数数量量的的必必要要抗抗体体。这这对对应应于于遗遗传传算算法法中中个个体体浓浓度度的的抑抑制制和和促促进进，利用这一功能可以提高遗传算法的局部搜索能力利用这一功能可以提高遗传算法的局部搜索能力与免疫遗传算法相关的生物机理与免疫遗传算法相关的生物机理 2021/3/1023讲解：XX与遗传算法相关的特征与遗传算法相关的特征 （3）免免疫疫记记忆忆功功能能：产产生生抗抗体体的的部部分分细细胞胞会会作作为为记记忆忆细细胞胞而而被被保保存存下下来来，对对于于今今后后侵侵入入的的同同类类抗抗原原，相相应应的的记记忆忆细细胞胞会会迅迅速速激激发发而而产产生生大大量量的的抗抗体体。如如果果

24、遗遗传传算算法法能能利利用用这这种种抗抗原原记记忆忆识识别别功功能能，则则可可以以加加快快搜搜索索速速度度，提提高高遗遗传传算算法法的的总总体体搜搜索索能力能力2021/3/1024讲解：XX3 人工免疫网络模型人工免疫网络模型 独特型网络模型独特型网络模型互联耦合免疫网络模型互联耦合免疫网络模型 对称网络模型对称网络模型 多值网络模型多值网络模型 2021/3/1025讲解：XXJerne提提出出的的独独特特型型网网络络学学说说，它它是是以以克克隆隆选选择择理理论论为为基基础础。Jerne强强调调免免疫疫系系统统中中各各个个细细胞胞克克隆隆不不是是处处于于一一种种孤孤立立状状态态，而而是是通

25、通过过自自体体/异异体体识识别别、相相互互刺刺激激和和相相互互制制约约构构成成一一个个动动态态平平衡衡的的网网络络结结构构。构构成成相相互互刺刺激激和和相相互互制制约约的的物物质质基础是独特型和抗独特型。基础是独特型和抗独特型。独特型网络模型独特型网络模型2021/3/1026讲解：XX 独独特特型型网网络络实实质质上上是是建建立立在在独独特特型型和和抗抗独独特特型型细细胞胞克克隆隆的的相相互互作作用用上上，因因而而可可以以认认为为免免疫疫系系统统由由两两套套细细胞胞组组成成：一一套套是是具具有有独独特特型型并并识识别别抗抗原原的的淋淋巴巴细细胞胞，也也就就是是网网络络中中的的第第一一层层细细

26、胞胞Ab1细细胞胞；另另一一套套是是识识别别独独特特型型的的淋淋巴巴细细胞胞，它它们们是是网网络络中中的的第第二二层层细细胞胞Ab2细细胞胞，是是抗抗独独特特型型细细胞胞，或或称称之之为为“独独特特型型特特异异的的细细胞胞”。第第一一层层的的Ab1细细胞胞，就就是是能能和和抗抗原原结结合合反反应应的的T细细胞胞、B细细胞胞。第第二二层层的的Ab2细细胞胞，包包括括Ab2 B细细胞胞（结结合合独独特特型型或或分分泌泌抗抗独独特特型型的的B细细胞胞）和和Ab2 T细细胞胞（识别或结合独特型的（识别或结合独特型的T细胞）细胞）独特型网络模型独特型网络模型2021/3/1027讲解：XXJerne的的

27、网网络络学学说说奠奠定定了了用用整整体体的的、联联系系的的观观点点解解释释免免疫疫调调节节和和免免疫疫现现象象的的基基本本思思想想，以以此此免免疫疫学学说说为为基基础础，Richter、Hoffmann等等又又加加以以修修改改补充提出了新的网络模型。补充提出了新的网络模型。Richter把各种不同的克隆称为功能单位，以把各种不同的克隆称为功能单位，以Ab0、Ab1、Ab2、Ab3等表示，等表示， 每一个克隆包括每一个克隆包括T细胞、细胞、B细胞、抗体分子及细胞、抗体分子及T细胞因子。细胞因子。Ab1识别外源性识别外源性抗原决定基（抗原决定基（Ag1），），Ab2识别识别Ab1的的Id，Ab3识

28、识别别Ab2的的Id，以此类推。，以此类推。独特型网络模型独特型网络模型2021/3/1028讲解：XX独特型网络模型独特型网络模型图图2 免疫网络的结构图免疫网络的结构图 2021/3/1029讲解：XX鉴于目前抗体之间大规模的联接还没有用实验论鉴于目前抗体之间大规模的联接还没有用实验论证，但已发现免疫系统是通过抗体之间证，但已发现免疫系统是通过抗体之间4个或个或5个个链来成功地维持着生物组织，这个发现说明免疫链来成功地维持着生物组织，这个发现说明免疫系统能利用局部的连接来维持生物组织的正常工系统能利用局部的连接来维持生物组织的正常工作，也就是说，免疫系统能通过多个完成某一特作，也就是说，免

29、疫系统能通过多个完成某一特定任务的局部免疫网络（定任务的局部免疫网络（LIN）之间的相互通讯）之间的相互通讯来形成大规模免疫网络，从而表现出它的显著能来形成大规模免疫网络，从而表现出它的显著能力，这就是力，这就是Ishiguro等提出的互联耦合免疫网络模等提出的互联耦合免疫网络模型。互联耦合免疫网络学说如图型。互联耦合免疫网络学说如图3所示。所示。 互联耦合免疫网络互联耦合免疫网络 2021/3/1030讲解：XX图图3 互联耦合免疫网络学说互联耦合免疫网络学说互联耦合免疫网络互联耦合免疫网络 2021/3/1031讲解：XX免疫系统对外来抗原的应答是建立在识别自身抗原基免疫系统对外来抗原的应

30、答是建立在识别自身抗原基础上的反应，当我们考虑系统对特定抗原的响应时，础上的反应，当我们考虑系统对特定抗原的响应时，我们不仅要考虑相应的抗体，而且要考虑抗抗体等。我们不仅要考虑相应的抗体，而且要考虑抗抗体等。 Hoffmann根据免疫网络学说提出了对称网络模型。为根据免疫网络学说提出了对称网络模型。为了使问题容易处理，我们认为只有两类主要的淋巴细了使问题容易处理，我们认为只有两类主要的淋巴细胞响应特异性抗原的攻击。第一类为正集合或称结合胞响应特异性抗原的攻击。第一类为正集合或称结合抗原的抗体集合，用抗原的抗体集合，用T和和B分别表示分别表示T细胞和细胞和B细胞，细胞，该类细胞具有独特型，能识别

31、抗原，与抗原结合并反该类细胞具有独特型，能识别抗原，与抗原结合并反应。第二类为负集合或称抗独特型集合，用应。第二类为负集合或称抗独特型集合，用T和和B分别表示抗独特型的分别表示抗独特型的T细胞和细胞和B细胞，该类细胞能识别细胞，该类细胞能识别独特型。独特型。 对称网络模型对称网络模型 2021/3/1032讲解：XX从从对对称称网网络络可可得得出出包包括括有有T、T、B和和B细细胞胞的的系系统统有有四四种种稳稳定定的的状状态态，它它们们分分别别为为初初始始状状态态、抑抑制制状状态态、免免疫疫状状态态及及抗抗免免疫疫状状态态，如如图图4所所示示。初初始始状状态态为为正正、负负集集合合中中细细胞胞

32、的的数数量量较较少少时时的的对对称称状状态态，正正集集合合的的细细胞胞抗抗体体杀杀死死负负集集合合细细胞胞，负负集集合合的的细细胞胞抗抗体体杀杀死死正正集集合合细细胞胞，即即不不断断的的相相互互杀杀死死。在在抑抑制制状状态态下下，正正负负集集合合中中细细胞胞的的数数量量都都不不断断增增多多，主主要要受受T细细胞胞因因子子的的抑抑制制作作用用影影响响。在在免免疫疫状状态态下下，正正集集合合中中的的细细胞胞数数量量较较多多，正正集集合合中中的的细细胞胞抗抗体体消消除除负负细细胞胞。就就抗抗原原刺刺激激方方面面来来讲讲它它是是应应答答状状态态，由由于于正正细细胞胞不不再再受受到到负负细细胞胞数数量量

33、的的限限制制。在在抗抗免免疫疫状状态态下下，负负集集合合的的细细胞胞抗抗体体消消除除正正集集合合中中的的细细胞胞，为为免免疫疫状状态态的的反反向向状状态态，因而是反向应答状态。因而是反向应答状态。对称网络模型对称网络模型 2021/3/1033讲解：XX对称网络模型对称网络模型 图图4 对称免疫系统网络理论的稳定状态图对称免疫系统网络理论的稳定状态图 2021/3/1034讲解：XX多值网络模型多值网络模型 Tang提提出出了了一一种种基基于于免免疫疫应应答答原原理理的的多多值值网网络络模模型型。该该多多值值免免疫疫网网络络模模型型模模拟拟免免疫疫系系统统B细细胞胞和和T细细胞胞间间的的相相互

34、互作作用用，具具有有与与免免疫疫系系统统极极其其类类似似的特性。的特性。 系统操作系统操作2021/3/1035讲解：XX首先，输入模式（首先，输入模式（Ag）输入到）输入到B细胞群细胞群体（体（N个细胞），输入模式的每一个点个细胞），输入模式的每一个点（二进制或多值）输入到相应的（二进制或多值）输入到相应的B细胞细胞层。衡量输入模式后递呈所有的层。衡量输入模式后递呈所有的T细胞细胞（M个细胞），这是抗原递呈，如图个细胞），这是抗原递呈，如图5所示。其中，所示。其中， 为为B细细胞到细胞的连接权值胞到细胞的连接权值 多值网络模型多值网络模型 2021/3/1036讲解：XX多值网络模型多值网络

35、模型 图图5 B细胞到细胞的权值连接细胞到细胞的权值连接 2021/3/1037讲解：XX5.4 免疫算法免疫算法 阴性选择算法阴性选择算法 学习算法学习算法 免疫进化算法免疫进化算法 克隆选择算法克隆选择算法 免疫免疫Agent算法算法 2021/3/1038讲解：XX阴性选择算法阴性选择算法 基基于于免免疫疫系系统统的的自自体体/异异体体识识别别原原理理，Forrest等等开开发发了了一一种种用用于于检检测测数数据据改改变变的的阴阴性性选选择择算算法法。其其基基本本思思想想是是考考虑虑T细细胞胞表表面面有有能能检检测测异异物物（抗抗原原）的的接接收收器器，故故将将T细细胞胞用用于于其其识别

36、部分。其算法可概括如下：识别部分。其算法可概括如下： 步步骤骤1：定定义义一一组组长长度度为为 l 的的有有限限字字符符串串 S 表表示示“自自体体”； 步步骤骤2：产产生生检检测测器器集集R，R 中中每每个个检检测测器器与与 S 中中的的串串都都不匹配；不匹配； 步步骤骤3：通通过过不不断断地地将将 R 中中的的检检测测器器与与 S 进进行行比比较较来来监监控控 S 的改变。的改变。以以上上算算法法主主要要依依赖赖于于以以下下三三个个重重要要原原理理：（1）检检测测算算法法的的每每个个拷拷贝贝是是唯唯一一的的；（2）检检测测是是概概率率的的；（3）它它是是概概率率地地检检测测任任何何异异常常

37、活活动动，而而不不是是寻寻找找特特定定的的已已知知改改变变模模式式的的鲁棒系统。鲁棒系统。 2021/3/1039讲解：XX学习算法学习算法 受受生生物物免免疫疫系系统统的的启启发发，Hunt和和Cooke开开发发了了一一种种AIS及及其其免免疫疫学学习习算算法法。该该AIS主主要要由由骨骨髓髓、B细细胞胞网网络络、抗抗原原和和抗抗体体等等组组成成，AIS的的许许多多处处理理包包含含在在B细细胞胞和和它它们们的的抗抗体体里里。B细细胞胞网网络络是是由由一一组组B细细胞胞实实现现，且且这这些些B细细胞胞之之间间相相互互联联接接。骨骨髓髓节节点点用用于于运运行行骨骨髓髓的的功功能能且且决决定定在在

38、免免疫疫网网络络哪哪儿儿插插入入一一个个给给定定的的抗抗原原、哪哪个个B细细胞胞死死亡亡及及激激发一些新的细胞添加到免疫网络中。发一些新的细胞添加到免疫网络中。 2021/3/1040讲解：XX学习算法学习算法 （1）初始化）初始化B细胞个体代；细胞个体代；（2）装载抗原群体；）装载抗原群体；（3）选择在）选择在B细胞个体中需要插入的抗原比例；细胞个体中需要插入的抗原比例；（4）从抗原群体中随机地选择抗原，按（）从抗原群体中随机地选择抗原，按（3）中的比例插入）中的比例插入 B细胞个体并产生免疫响应；细胞个体并产生免疫响应；（5）通过激励水平对）通过激励水平对B细胞排序；细胞排序；（6）去掉激

39、励水平低的）去掉激励水平低的B细胞（占细胞（占B细胞总数的细胞总数的5）；）；（7）再产生）再产生n个新的个新的B细胞（占细胞（占B细胞总数的细胞总数的5）；）；（8）选择）选择m个新的个新的B细胞加入免疫网络（细胞加入免疫网络（m为为B细胞总数的细胞总数的5 ）；）；（9）满足要求结束，否则转至（）满足要求结束，否则转至（3）重复执行。）重复执行。2021/3/1041讲解：XX免疫进化算法免疫进化算法 利用疫苗的免疫算法与免疫规划利用疫苗的免疫算法与免疫规划 免疫免疫系统系统免疫算法免疫算法免疫规划免疫规划抗原所求解的问题所求解的问题所所有有可可能能错错误误的的基基因因，即即非非最佳个体的

40、基因最佳个体的基因抗体抗体求解问题的一种方案求解问题的一种方案根根据据疫疫苗苗修修正正某某个个个个体体基基因因所得到的新个体所得到的新个体疫苗疫苗针针对对具具体体问问题题所所提提取取的的最最基本的特征信息基本的特征信息根根据据进进化化环环境境或或待待求求解解问问题题的的先先验验知知识识，所所得得最最佳佳个个体体基因的估计基因的估计接种接种疫苗疫苗先先验验知知识识修修正正个个体体基基因因使使得得到到的的新新个个体体以以较较大大的的概概率具有更高的适应度率具有更高的适应度根根据据疫疫苗苗修修正正个个体体基基因因的的过过程程，消消除除原原来来在在新新个个体体产产生生时所带来的负面影响时所带来的负面影

41、响2021/3/1042讲解：XX免疫进化算法免疫进化算法 利用抗体多样性的免疫遗传算法利用抗体多样性的免疫遗传算法 在在标标准准的的进进化化算算法法中中，利利用用抗抗体体的的浓浓度度选选择择机机制制，实实现现抗抗体体间间刺刺激激和和抑抑制制的的作作用用关关系系，进进行行多多样样性性保保持持，改改善善未未成成熟熟收收敛敛，提提高高进进化化算算法法的的性性能能。在在传传统统的的适适应应度度比比例例机机制制的的基基础础上上，增增加加基基于于浓浓度度的的调节因子，个体的选择概率调节因子，个体的选择概率p p由适应度概率由适应度概率 和浓度抑制概率和浓度抑制概率 两部分组成：两部分组成：（1 1）其其

42、中中， 和和 是是调调节节常常数数，N N为为抗抗体体总总数数， 为为抗抗体体浓浓度度。可可以以看看出出，个个体体的的适适应应度度越越大大，则则选选择择概概率率越越大大；而而个个体体浓浓度度越越大大，则则选选择择概概率率越越小小。这这样样，在在保保留留适适应应度度个个体体的的同同时时，进进一一步步确确保保个个体多样性，改善了早熟现象。体多样性，改善了早熟现象。2021/3/1043讲解：XX免疫进化算法免疫进化算法 （1）抗抗原原识识别别：抗抗原原对对应应于于免免疫疫遗遗传传算算法法所要解决的问题所要解决的问题（2）初初始始抗抗体体产产生生：初初始始抗抗体体对对应应于于问问题题的的候候选选解解

43、。如如果果抗抗原原识识别别模模块块判判断断出出新新抗抗原原是是记记忆忆中中的的抗抗原原，则则从从记记忆忆细细胞胞中中取取出出相相应应的的抗抗体体组组成成免免疫疫遗遗传传算算法法的的初初始始群群体体，否否则则，随机产生初始群体随机产生初始群体（3）适应度计算：计算每个抗体的适应度）适应度计算：计算每个抗体的适应度2021/3/1044讲解：XX免疫进化算法免疫进化算法 （4）演演化化记记忆忆细细胞胞：如如果果抗抗原原是是新新抗抗原原，则则用用当当前前群群体体中中适适应应度度高高的的个个体体替替换换掉掉记记忆忆细细胞胞中中适适应应度度低低的的个个体体。否否则则，把把当当前前群群体体中中适应度高的个

44、体加入到记忆细胞中适应度高的个体加入到记忆细胞中（5）抗抗体体的的促促进进和和抑抑制制：计计算算当当前前群群体体中中适适应应度度相相近近的的个个体体浓浓度度，浓浓度度高高则则减减小小该该个个体体的选择概率，反之则增加该个体的选择概率的选择概率，反之则增加该个体的选择概率（6）抗体产生：交叉和变异）抗体产生：交叉和变异2021/3/1045讲解：XX免疫进化算法免疫进化算法 图图6 免疫遗传算法流程图免疫遗传算法流程图 2021/3/1046讲解：XX基于免疫更新机制的遗传算法基于免疫更新机制的遗传算法 根根据据免免疫疫更更新新机机制制设设计计出出遗遗传传操操作作系系统统，我我们们称称之之为为基

45、基于于免免疫疫更更新新机机制制的的遗遗传传算算法法（IRM-GA）基基于于免免疫疫更更新新机机制制的的遗遗传传算算法法与与传传统统遗遗传传算法的比较算法的比较 1）IRM-GA按按照照免免疫疫更更新新机机制制，随随机机地地从从前前代代抗抗体体群群中中选选取取任任意意多多个个抗抗体体，并并取取出出这这些些抗抗体体的的某某段段染染色色体体进进行行随随机机组组合合，生生成成新新的的抗抗体体。因因而而新新生生成成的的抗抗体体没没有有名名义义上上的的父父母母，具具有有很很好好的的多多样样性性，有有效效地地解解决决了了传传统统遗遗传传算算法法由由于于只只对对两两个个染染色色体体进进行行交交叉叉操操作作而而

46、出出现现的的早早期期收收敛问题敛问题2021/3/1047讲解：XX基于免疫更新机制的遗传算法基于免疫更新机制的遗传算法 2）IRM-GA把把目目的的函函数数与与制制约约条条件件作作为为抗抗原原，使使生生成成的的抗抗体体直直接接与与问问题题相相关关联联，收收敛敛方方向向能能得得以以控控制制，从从而而克克服服了了传统遗传算法收敛方向无法控制的缺陷传统遗传算法收敛方向无法控制的缺陷 3）IRM-GA对对遗遗传传子子进进行行分分段段编编码码，能能保保证证型型质质遗遗传传，并并使使抗抗体体遗遗传传子子能能对对应应多多值值染染色色体体，从从而而扩扩大大了了传传统统遗遗传传算算法的应用范围法的应用范围 4

47、）IRM-GA中中的的潜潜在在更更新新个个体体必必须须经经过过两两次次亲亲和和度度测测试试才才能进入种群，使遗传操作对个体的选择更具针对性能进入种群，使遗传操作对个体的选择更具针对性 2021/3/1048讲解：XX克隆选择算法克隆选择算法 基基于于克克隆隆选选择择理理论论和和亲亲和和力力成成熟熟过过程程可可提提出出一一种种克克隆隆选选择择算算法法，其其流流程程图图如如图图7所所示示。该该算算法法描描述述如下：如下： （1）产产生生候候选选解解集集P，P由由记记忆忆细细胞胞子子集集M和和保保持持数量集数量集 组成，即组成，即P M； （2）选择）选择n个最好的个体个最好的个体 ； （3）克克隆

48、隆（2）中中的的 ，产产生生C个个个个体体，克克隆隆数数量量是抗原亲和力的递增函数；是抗原亲和力的递增函数；2021/3/1049讲解：XX克隆选择算法克隆选择算法 （4）克克隆隆的的数数量量与与超超变变异异有有关关，超超变变异异与与抗抗原原、抗抗体体之之间间的的亲亲和和力力成成正正比比，产产生生的的成成熟熟抗抗体体数数量量为为 ；（5）为为了了组组成成记记忆忆集集M，从从 中中再再次次选选择择改改进进的的个个体体，P的的一一些些元元素素将将被被改改进进的的 中中的的一一些些元元素素所所代代替；替；（6）为为了了产产生生多多样样性性，用用新新的的抗抗体体取取代代d个个抗抗体体，低亲和力的细胞将

49、被取代。低亲和力的细胞将被取代。2021/3/1050讲解：XX克隆选择算法克隆选择算法 用用克克隆隆选选择择算算法法可可解解决决多多模模型型及及组组合合优优化化问问题题，最最典典型型的的应应用用实实例例是是解解决决旅旅行行商商问问题题。同同时时，算法具有学习和好的记忆保持能力。算法具有学习和好的记忆保持能力。 2021/3/1051讲解：XX图图7 克隆选择算法克隆选择算法2021/3/1052讲解：XX免疫免疫Agent算法算法 免免疫疫Agent（IA）除除继继承承了了广广义义Agent的的共共同同特特点点外外，还还具有以下个性特点：具有以下个性特点： （1）进进化化性性。IA在在系系统

50、统中中发发挥挥作作用用时时也也同同样样具具有有进进化化特特性性，效效用用明明显显的的IA将将被被复复制制以以发发挥挥更更大大的的作作用用，作作用用不不明明显的显的IA将在多将在多Agent系统的进化过程中被淘汰系统的进化过程中被淘汰 （2）防防御御性性。IA的的这这个个重重要要特特性性对对于于建建立立基基于于IA的的复复杂杂控制系统的分布式状态监控和故障预报很有启发意义控制系统的分布式状态监控和故障预报很有启发意义 （3）记忆性。）记忆性。IA的独特的学习记忆特性可用于机器学习的独特的学习记忆特性可用于机器学习 （4）耐耐受受性性。IA的的耐耐受受性性对对于于维维持持Agent自自身身的的稳稳

51、定定以以及多及多Agent系统的平衡具有重要意义系统的平衡具有重要意义2021/3/1053讲解：XXIshida等等基基于于免免疫疫系系统统的的局局部部记记忆忆学学说说和和免免疫疫网网络络学学说说提提出出了了基基于于Agent结结构构的的人人工工免免疫疫系系统统（B细细胞胞可可看看作作Agent），从从而而借借助助Agent的的技技术术设设计计人人工工免免疫疫系系统统及及其其IA算算法法。该该算算法法分分三三步步进进行：行：（1）多样性产生）多样性产生（2）自忍耐建立）自忍耐建立（3）记忆非己）记忆非己IA算算法法已已用用于于计计算算机机病病毒毒Agent的的进进化化和和网网络络防防御系统，

52、还被用于噪声的自适应控制。御系统，还被用于噪声的自适应控制。 免疫免疫Agent算法算法 2021/3/1054讲解：XX免疫学习算法免疫学习算法以以上上AIS的的算算法法模模型型都都是是基基于于免免疫疫系系统统的的各各种种计计算算方方面面来来开开发发的的。免免疫疫系系统统是是以以一一种种完完全全分分布布式式方方式式实实现现许许多多复复杂杂计计算算，具具有有进进化化学学习习、联联想想记记忆忆和和模模式式识识别别等等能能力力。免免疫疫系系统统的的机机理理非非常常复复杂杂，有有些些机机理理甚甚至至连连免免疫疫学学家家还还没没有有很很好好地地理理解解，这这也也使使得得现现有有的的AIS模模型型局局限

53、限于于免免疫疫系系统统的的某某一一种种机机理理，且且其其稳稳定定性性和和收收敛敛性性等等理理论论分分析析也也没没涉涉及及。故故应应进进一一步步从从计计算算角角度度了了解解免免疫疫系系统统中中各各组组成成部部分分的的功功能能和和内内在在机机理理，在在一一个个整整体体的的框框架架下下对对免免疫疫系系统统的的所所有有潜潜在在的的有有用用特特性性进进行行集集成成研研究究，以以开发鲁棒性和巨大并行性的自适应免疫计算系统开发鲁棒性和巨大并行性的自适应免疫计算系统2021/3/1055讲解：XX5 免疫计算智能系统的应用免疫计算智能系统的应用 基于免疫反馈机理的控制系统基于免疫反馈机理的控制系统 免疫自适应

54、控制免疫自适应控制 自律移动机器人自律移动机器人 免疫模式识别免疫模式识别 免疫故障诊断免疫故障诊断 免疫思想在计算机安全中的应用免疫思想在计算机安全中的应用2021/3/1056讲解：XX基于免疫反馈机理的控制系统基于免疫反馈机理的控制系统免免疫疫系系统统在在动动态态变变化化的的环环境境中中维维持持其其自自身身系系统统的的稳稳定定起起重重要要作作用用，是是一一个个非非常常鲁鲁棒棒的的自自适适应应系系统统，能能处处理理各各种种干干扰扰和和不不确确定定性性，故故免免疫疫系系统统的的机机理理可可提提供供新新的的方方法法适适用用于于未未知知环环境境中中的的动动态态问问题题，给给当当前前复复杂杂系系统

55、统的的智智能能控控制提供了一种强大的选择。制提供了一种强大的选择。 2021/3/1057讲解：XX基于免疫反馈机理的控制系统基于免疫反馈机理的控制系统免疫反馈规律免疫反馈规律 基基于于前前述述的的T细细胞胞反反馈馈调调节节原原理理，考考虑虑以以下下简简单单的的反反馈馈机机理理。定定义义在在第第k代代的的抗抗原原数数量量为为，由由抗抗原原刺刺激激的的细细胞胞的的输输出出为为，细细胞胞对对B细细胞胞的的影影响响为为，则则B细胞接收的总的刺激为：细胞接收的总的刺激为：其中，其中，2021/3/1058讲解：XX基于免疫反馈机理的控制系统基于免疫反馈机理的控制系统若若将将抗抗原原的的数数量量作作为为

56、偏偏差差，B细细胞胞接接收收的的总总的的刺刺激激作作为为控控制制输输入入，则则有有以以下下反反馈馈控控制规律：制规律： 其中，其中， ， ，是一选定的非线性，是一选定的非线性函数函数 。上式中，参数。上式中，参数K控制反应速度，控制反应速度，参数参数 控制稳定效果。控制稳定效果。 2021/3/1059讲解：XX基于免疫反馈机理的控制系统基于免疫反馈机理的控制系统 考虑到常规考虑到常规P控制器的控制算法为：控制器的控制算法为： 式中，式中，KP为比例增益。基于免疫反馈机理的控制为比例增益。基于免疫反馈机理的控制器是一个非线性器是一个非线性P控制器，其比例增益控制器，其比例增益随着控制器输出的变

57、化而变化。且控制器的性能随着控制器输出的变化而变化。且控制器的性能很大程度上依赖于参数很大程度上依赖于参数K 、u和非线性函数的选取。和非线性函数的选取。2021/3/1060讲解：XX基于免疫反馈机理的控制系统基于免疫反馈机理的控制系统免疫反馈控制器的设计免疫反馈控制器的设计 以以上上P型型免免疫疫控控制制器器对对于于二二阶阶或或高高阶阶对对象象不不是是很很有有效效，不不能能补补偿偿由由噪噪声声或或干干扰扰引引起起的的控控制制偏偏差差。为为此此，以以下下提提出出一一种种新新颖颖的的适适用用于于各各阶阶对对象象的的免免疫疫反反馈馈控控制制系系统统的的结结构构。整整个个控控制制系系统统的的原原理

58、理图图如如图图8所所示示，其其中中，免免疫疫控控制制器器由由一一个个基基本本的的P型型免免疫疫控控制制器器和和一一个个增增量量模模块块组组成成。且且考考虑虑到到设设计计P型型免免疫疫反反馈馈规规律律时时，选选取取参参数数值值K、u和和非非线线性性函函数数 的的困困难难，用用一一个个模模糊糊控控制制器器来来实实现现抑抑制制项项 。 2021/3/1061讲解：XX基于免疫反馈机理的控制系统基于免疫反馈机理的控制系统图图8 模糊自调整的免疫增量反馈控制系统。模糊自调整的免疫增量反馈控制系统。 2021/3/1062讲解：XX基于免疫反馈机理的控制系统基于免疫反馈机理的控制系统根根据据极极点点配配置

59、置方方法法，对对于于一一个个n阶阶对对象象，控控制制系系统统的的阶阶数数应应为为n-1。于于是是，对对P型型免免疫疫控控制制器器的的输输出出经增量模块运算后，整个控制器的输出为：经增量模块运算后，整个控制器的输出为：其中， 为P型免疫控制器在k时刻的输出， 为采样间隔。于是，整个控制器算法的离散形式为： 2021/3/1063讲解：XX基于免疫反馈机理的控制系统基于免疫反馈机理的控制系统为使以上控制器的结构更清楚易懂，下面以常用为使以上控制器的结构更清楚易懂，下面以常用PID型控制器的结构为例来进一步地说明。考虑到型控制器的结构为例来进一步地说明。考虑到常规常规PID控制算法的离散形式为：控制

60、算法的离散形式为： 其中，其中， 为比例增益，为比例增益， 和和 分别为积分常数分别为积分常数和微分常数。和微分常数。PID型免疫控制器的输出为：型免疫控制器的输出为： (2)2021/3/1064讲解：XX基于免疫反馈机理的控制系统基于免疫反馈机理的控制系统以上控制器可进一步写成：以上控制器可进一步写成： 其中，其中， 2021/3/1065讲解：XX实实际际的的工工业业控控制制对对象象具具有有非非线线性性、不不确确定定性性、参参数数分分布布性性和和时时变变性性等等复复杂杂特特性性，传传统统的的控控制制方方法法无无法法获获得得更更好好的的控控制制效效果果。而而将将免免疫疫机机制制引引入入控控

61、制制领领域域，为为解解决决复复杂杂的动态自适应控制难题提供了崭新的思路。的动态自适应控制难题提供了崭新的思路。在在现现代代控控制制工工程程中中，为为设设计计各各种种鲁鲁棒棒控控制制算算法法以以满满足足不不断断增增长长的的高高性性能能要要求求作作了了许许多多努努力力。免免疫疫系系统统的的学学习习机机制制，如如克克隆隆选选择择以以及及它它的的网网络络动动态态特特性性为为鲁鲁棒棒控控制制提提供供了了可可借借鉴鉴的的思思想想。结结合合免免疫疫学学领领域域中中的的概概念念，有有人人提提出出了了一一种种免免疫疫计计算算系系统统，它它使使用用免免疫疫系系统统模模拟拟计计算算（硬硬计计算算和和软软计计算算）技

62、技术术来来重重构构生生物物免免疫疫系系统统的的鲁鲁棒棒性性和和自自适适应性。免疫自适应控制系统结构框图如图应性。免疫自适应控制系统结构框图如图9所示。所示。免疫自适应控制免疫自适应控制 2021/3/1066讲解：XX免疫自适应控制免疫自适应控制 图图9 免疫自适应控制系统结构图免疫自适应控制系统结构图 2021/3/1067讲解：XX图图9的的神神经经控控制制器器和和神神经经系系统统模模型型中中，神神经经网网络络都都是是由由可可组组态态的的积积木木块块(build blocks)组组成成，确确定定性性部部分分BNC (Base-line NeuroControl)和和BNM(Base-lin

63、e NeruoModel)采采用用BP算算法法离离线线识识别别，可可变变部部分分CNC(Changeable NeuroControl)和和CNM(Changeable NeruoModel)采采用用改改进进型型遗遗传传算算法法进进行行在在线线处处理理。该该系系统统的的主主要要特特点点是是借借鉴鉴了了免免疫疫系系统统具具有有的的双双时时间间尺尺度度进进化化结结构构。双双时时间间尺尺度度进进化化包包括括DNA分分子子生生物物进进化化的的慢慢速速学学习习模模式式和和用用于于免免疫疫系系统统进进化化的的快快速速学学习习模模式式。免免疫疫系系统统的的鲁鲁棒棒性性是是在在慢慢速速学学习习阶阶段段保保证证

64、在在外外来来攻攻击击的的大大范范围围内内具具有有满满意意的的性性能能。免免疫疫系系统统的的自自适适应应性性是是在在快快速速学学习习阶阶段段实实现现的的。该该方方法法成成功功应应用用于于一一个个不不确确定定模模型型UH-1经度直升机悬停模型的控制。经度直升机悬停模型的控制。免疫自适应控制免疫自适应控制 2021/3/1068讲解：XX 自律移动机器人自律移动机器人 在在人人工工智智能能中中，Agent的的自自治治行行为为尤尤其其是是动动态态环环境境中中的的自自适适应应性性一一直直是是研研究究热热点点。生生物物免免疫疫系系统统是是一一个个高高度度分分布布的的协协调调自自适适应应系系统统。从从信信息

65、息处处理理的的角角度度，将将实实际际的的机机器器人人行行为为控控制制问问题题进进行行状状态态转转化化来来定定义义抗抗原原与与抗抗体体，将将机机器器人人所所探探测测到到的的周周围围物物体体的的位位置置、方方向向以以及及内内部部的的状状态态能能量量作作为为抗抗原原，将将针针对对当当前前机机器器人人内内部部的的各各个个基基本本动动作作作作为为抗抗体体。这这样样，通通过过抗抗原原、抗抗体体以以及及抗抗原原与与抗抗体体之之间的相互作用来最终决定机器人的当前行动策略。间的相互作用来最终决定机器人的当前行动策略。2021/3/1069讲解：XX 自律移动机器人自律移动机器人 2021/3/1070讲解：XX

66、上上式式中中，i, j=0, , N-1，N是是网网络络中中抗抗体体类类型型总总数数； 表表示示抗抗体体i所所受受到到的的抗抗原原及及与与之之相相连连的的其其它它抗抗体体的的刺刺激激值值； 表表示示抗抗体体i的的浓浓度度， ， 表表示示抗抗体体i与与抗抗体体j间间的的连连接接权权值值； 表表示示抗抗原原对对抗抗体体的的刺刺激激强强度度，即即亲亲和和度度； 表表示示抗抗体体的的自自然然消消亡亡系系数数； 为为常常数数。然然后后，利利用用S型函数对抗体浓度进行归一化处理。型函数对抗体浓度进行归一化处理。 自律移动机器人自律移动机器人 2021/3/1071讲解：XX自律机器人的行动控制算法描述如下

67、：自律机器人的行动控制算法描述如下：(1) 初初始始化化免免疫疫网网络络状状态态，将将抗抗体体的的浓浓度设置为初始值，度设置为初始值，t=0；(2) 检检测测外外部部环环境境是是否否有有抗抗原原入入侵侵，如如果果有有抗抗原原入入侵侵，则则转转至至(3)，否否则则继继续续检测检测(3) 如如果果抗抗体体i能能识识别别抗抗原原， ，否否则则 ； 自律移动机器人自律移动机器人 2021/3/1072讲解：XX（4）计算各抗体在）计算各抗体在t+1时刻的浓度时刻的浓度;（5）选选择择浓浓度度最最大大的的一一个个抗抗体体s，执执行行抗抗体体上上的的行行动动策策略略，即即规规则则s的的结结论论部分部分;

68、（6）判判断断是是否否满满足足终终结结条条件件，若若满满足足，则结束；不满足则转到（则结束；不满足则转到（2）。）。 自律移动机器人自律移动机器人 2021/3/1073讲解：XX免疫模式识别免疫模式识别 Hunt等等基基于于免免疫疫系系统统的的遗遗传传机机理理、克克隆隆选选择择机机理理、免免疫疫反反应应亲亲和和力力成成熟熟、内内容容可可访访记记忆忆、匹匹配配机机理理及及自自组组织织特特性性，开开发发了了具具有有学学习习能能力力的的AIS用用于于模式识别模式识别2021/3/1074讲解：XX免疫模式识别免疫模式识别 AIS操操作作包包括括一一个个根根对对象象，一一个个B细细胞胞网网络络，一一

69、组组学学习习样样本本和和一一组组测测试试数数据据。网网络络中中每每个个细细胞胞具具有有一一个个模模式式匹匹配配文文件件，它它是是通通过过模模仿仿在在自自然然免免疫疫系系统统中中形形成成抗抗体体的的遗遗传传机机理理来来产产生生的的，允允许许复复杂杂词词汇汇和和促促使使模模式式匹匹配配文文件件的的多多样样性性。该该系系统统具具有有与与免免疫疫系系统统相相似似的的两两种种反反应应：初初次次反反应应和和再再次次反反应应。初初次次反反应应是是学学习习阶阶段段，AIS从从输输入入样样本本数数据据中中学学习习模模式式；再再次次反反应应表表示示模模式式识识别别过过程程，在在这这个个过过程程中中，AIS将将新新

70、的的数数据据根根据据以以前前学学习习的的相相关关数据进行分类数据进行分类 2021/3/1075讲解：XXB细胞的激励水平由以下方程描述：细胞的激励水平由以下方程描述： 上式中，上式中，s表示激励水平，右边第一项表示某一表示激励水平，右边第一项表示某一抗体与其相邻抗体的匹配程度，第二项表示某抗体与其相邻抗体的匹配程度，第二项表示某一抗体与其相邻抗体的不匹配程度，第三项表一抗体与其相邻抗体的不匹配程度，第三项表示抗体与抗原之间的亲和力，示抗体与抗原之间的亲和力， （i1, 2, 3）为）为反应激励与抑制可能不相等的常数值。反应激励与抑制可能不相等的常数值。 免疫模式识别免疫模式识别 2021/3

71、/1076讲解：XXIshida研研究究了了一一种种基基于于抗抗体体和和抗抗原原相相互互识识别别特特性性的的动动态态免免疫疫网网络络，并并用用于于工工厂厂仪仪器器系系统统的的故故障障诊诊断断。考考虑虑传传感感器器之之间间的的关关系系，用用双双向向弧弧构构造造了了传传感感器器的的免免疫疫系系统统网网络络模模型型。通通过过计计算算传传感感器器数数据据的的可可靠靠性性及及传传感感器器数数据据之之间间关关系系的的可可靠靠性性分分别别实实现现了了传传感感器器与与过过程程故故障障的的诊诊断断。通通过过网网络络平平衡衡点点的的变变化化，不不仅仅能能识识别别不不可可靠靠的的传传感感器器，而而且且也能识别数据之

72、间的制约关系也能识别数据之间的制约关系免疫故障诊断免疫故障诊断 2021/3/1077讲解：XX该网络的特点为：该网络的特点为：（1）系系统统级级识识别别可可以以通通过过单单元元级级识识别别来获得；来获得；（2）记忆存储在网络稳定平衡点；）记忆存储在网络稳定平衡点；（3）具有并行处理能力；）具有并行处理能力；（4）能处理不完整的信息和数据；）能处理不完整的信息和数据；（5）具有自组织能力；）具有自组织能力；（6）在失败演化中不需要反馈循环。）在失败演化中不需要反馈循环。 免疫故障诊断免疫故障诊断 2021/3/1078讲解：XX网络行为由以下方程描述：网络行为由以下方程描述： 上上式式中中，

73、为为单单元元个个体体可可靠靠性性的的状状态态变变化化， 为为网网络络计计算算结果，结果， 为由为由 参数决定的阈值函数。参数决定的阈值函数。免疫故障诊断免疫故障诊断 2021/3/1079讲解：XX在在自自动动化化程程度度高高的的工工厂厂系系统统中中，有有大大量量的的设设备备相相互互作作用用，而而检检测测传传感感器器的的数数量量有有限限，只只是是在在一一些些被被认认为为比比较较重重要要的的设设备备上上安安装装了了传传感感器器。所所以以当当某某个个传传感感器器检检测测到到故故障障时时，并并不不能能确确定定安安装装该该传传感感器器的的设设备备出出了了故故障障，也也可可能能是是由由于于其其它它设设备

74、备出出了了故故障障而而引引起起该该设设备备工工作作的的异异常常。由由于于故故障障的的传传播播，多多个个传传感感器器在在很很短短时时间间内内可可能能都都将将变变成成故故障状态，给故障源的诊断带来困难。障状态，给故障源的诊断带来困难。免疫故障诊断免疫故障诊断 2021/3/1080讲解：XXIshiguro等等为为了了解解决决故故障障源源的的诊诊断断问问题题，改改进进了了由由Jerne提提出出的的独独特特型型免免疫疫网网络络，在在Jerne的的B细细胞胞网网络络的的基基础础上上，加加入入了了T细细胞胞网网络络，并并结结合合故故障障传传播播网网络络构构造造了了一一种种适适于于解解决决故故障障源源诊诊

75、断断问题的问题的AIS。免疫故障诊断免疫故障诊断 2021/3/1081讲解：XX图图10给给出出了了由由7个个部部件件、3个个检检测测传传感感器器构构成成的的AIS图图，把把设设备备部部件件作作为为B细细胞胞，传传感感器器作作为为T细细胞胞，而而传传感感器器检检测测得得到到的的数数据据作作为为抗抗体体，网网络络中中B细细胞胞相相互互激激励励和和抑抑制制，T细细胞胞对对B细细胞胞起起调节作用。调节作用。免疫故障诊断免疫故障诊断 2021/3/1082讲解：XX免疫故障诊断免疫故障诊断 图图10 故障源诊断故障源诊断AIS示意图示意图2021/3/1083讲解：XX 在图在图11中，为故障源率，

76、它由下式确定：中，为故障源率，它由下式确定： 免疫故障诊断免疫故障诊断 上式中，上式中，k和和 为正的常数，为正的常数， 为负常数，为负常数， 和和 分别表示相邻单元激励或抑制，分别表示相邻单元激励或抑制， 表示表示来自于传感器的激励或抑制，来自于传感器的激励或抑制，k为保证免疫网络全局稳定的为保证免疫网络全局稳定的常数。此方程是对故障源率进行标准化，使其值在常数。此方程是对故障源率进行标准化，使其值在01之间。之间。2021/3/1084讲解：XX以以上上所所构构造造的的AIS已已被被证证明明可可成成功功地地诊诊断断复复杂杂系系统统的的故故障障源源，并并可可用用于于工工厂系统的在线故障诊断。

77、厂系统的在线故障诊断。免疫故障诊断免疫故障诊断 2021/3/1085讲解：XX计计算算机机安安全全问问题题在在Internet时时代代变变得得空空前前重重要要起起来来，而而将将人人类类免免疫疫系系统统的的发发现现和和研研究究成成果果应应用用到到计计算算机机安安全全系系统统是是很很自自然然的的想想法法。人人类类的的自自然然免免疫疫系系统统的的作作用用是是保保护护人人类类免免遭遭病病菌菌的的侵侵害害，而而计计算算机机安安全全系系统统所所扮扮演演的的角角色色是是防防止止计计算算机机网网络络免免遭遭病病毒毒、蠕蠕虫虫和和入入侵侵者者的的攻攻击击，因因此此两两个个系系统统之之间间的类似之处是非常明显的

78、的类似之处是非常明显的 免疫思想在计算机安全中的应用免疫思想在计算机安全中的应用 2021/3/1086讲解：XX入入侵侵检检测测系系统统（IDS）是是一一种种能能自自动动检检测测计计算机系统入侵行为的系统。算机系统入侵行为的系统。 根据监视的对象，入侵检测系统可分为根据监视的对象，入侵检测系统可分为（1）应用入侵检测系统）应用入侵检测系统（2）主机入侵检测系统）主机入侵检测系统（3）网络入侵检测系统）网络入侵检测系统免疫思想在计算机安全中的应用免疫思想在计算机安全中的应用 2021/3/1087讲解：XX确确保保计计算算机机系系统统的的安安全全性性包包括括以以下下行行为为：检检测测计计算算机

79、机设设备备是是否否非非法法使使用用；确确保保数数据据文文件件的的完完整整性性；阻阻止止计计算算机机病病毒毒的的蔓蔓延延等等。我我们们可可以以把把保保护护问问题题看看作作为为更更一一般般的的区区别别自自己己和和非非己己的的一一种种特特例例。基基于于这这种种想想法法，Forrest等等将将免免疫疫系系统统的的一一些些思思想想引引入入到到信信息息安安全全，主主要要是是借借鉴鉴免免疫疫中中阴阴性性选选择择的的思思想想来来保保护护静静态态数数据据免免遭遭病病毒毒的的修修改改。基基于于免免疫疫系系统统的的自自体体/异异体体识识别别原原理理，Forrest等等开开发发了了一一种种用用于于检检测测数数据据改改

80、变变的的阴阴性性选选择择算算法法，即即将将信信息息安安全全问问题题看看成成是是一一个个更更加加普普遍遍的的问问题题，从从而而区区分分自自体体与与异异体体。这这里里，自自体体是是指指合合法法用用户户或或被被保保护护的的数数据据、文文件件等等，异异体是指授权用户或被篡改了的数据。体是指授权用户或被篡改了的数据。免疫思想在计算机安全防护中的应用免疫思想在计算机安全防护中的应用 2021/3/1088讲解：XX常常见见的的病病毒毒检检测测技技术术有有三三种种，活活动动监监视视、特特征征扫扫描描和和文文件件认认证证，Forrest等等提提出出的的算算法法属属于于最最后后一一种种，是是一一种种检检测变化的

81、方法。测变化的方法。 免疫思想在计算机安全防护中的应用免疫思想在计算机安全防护中的应用 2021/3/1089讲解：XX基基于于人人体体免免疫疫系系统统的的自自体体和和异异体体识识别别机机理理的的异异常常数数据据检检测测系系统统，可可有有效效地地检检测测正正常常数数据据和和异异常常数数据据。具具体体做做法法是是：运运用用阴阴性性选选择择算算法法，随随机机产产生生检检测测器器串串，将将那那些些能能识识别别自自体体的的串串消消除除，不不能能识识别别自自体体的的串串保保留留。再再用用保保留留下下来来的的检检测测器器串串来来保保护护文文件件，检检测测出出异异体体。此此时时，自自体体是是指指需需被被保保

82、护护的的文件；异体是指任何对自体的改变。文件；异体是指任何对自体的改变。免疫思想在计算机安全防护中的应用免疫思想在计算机安全防护中的应用 2021/3/1090讲解：XX算法可分为两个阶段：算法可分为两个阶段：（1）生生成成一一套套检检测测器器，每每个个检检测测器器是是一一个个字字符符串串，它它与与被被保保护护文文件件不不相相匹匹配，其过程如图配，其过程如图11所示。所示。（2）用用被被保保护护的的文文件件与与检检测测器器相相比比较较，监监控控被被保保护护的的数数据据。如如果果一一个个检检测测器器被被激激活活，则则可可知知被被保保护护的的文文件件发发生生了了变化，该检测过程如图变化，该检测过程

83、如图12所示。所示。 免疫思想在计算机安全防护中的应用免疫思想在计算机安全防护中的应用 2021/3/1091讲解：XX图图11 有效检测器的产生过程有效检测器的产生过程图图12 需保护字符串的监控过程需保护字符串的监控过程 免疫思想在计算机安全防护中的应用免疫思想在计算机安全防护中的应用 2021/3/1092讲解：XXForrest等等将将区区分分自自体体与与异异体体的的思思想想进进一一步步延延伸伸，建建立立了了UNIX特特权权进进程程自自身身的的定定义义。他他们们通通过过大大量量试试验验说说明明运运行行进进程程的的系系统统调调用用的的短短序序列列有有稳稳定定的的正正常常行行为为特特征征。

84、当当异异常事件发生时，该特征会发生变化。常事件发生时，该特征会发生变化。免疫思想在基于主机的入侵检测中的应用免疫思想在基于主机的入侵检测中的应用 2021/3/1093讲解：XX在他们所提出的时延嵌入序列（在他们所提出的时延嵌入序列（TIDE）的）的方法中，通过列举出现在训练数据中所有唯方法中，通过列举出现在训练数据中所有唯一的，预先给定长度为一的，预先给定长度为K的连续序列来构造的连续序列来构造程序正常行为轮廓数据库。当选择序列长度程序正常行为轮廓数据库。当选择序列长度为为K时，他们将长度为时，他们将长度为K的窗口通过每个正的窗口通过每个正常轨迹，一次滑动一个系统调用，向正常轮常轨迹，一次滑

85、动一个系统调用，向正常轮廓库中添加唯一的序列。建立这样的数据库廓库中添加唯一的序列。建立这样的数据库轮廓只需要一次遍历数据。为了节省存储空轮廓只需要一次遍历数据。为了节省存储空间和加速比较，将序列树状存储间和加速比较，将序列树状存储免疫思想在基于主机的入侵检测中的应用免疫思想在基于主机的入侵检测中的应用 2021/3/1094讲解：XX检检测测时时，来来自自检检测测轨轨迹迹的的序序列列与与正正常常数数据据库库轮轮廓廓中中的的序序列列相相比比较较，在在数数据据库库中中找找不不到到同同样样的的序序列列叫叫做做不不匹匹配配。任任何何一一次次不不匹匹配配都都说说明明该该序序列列是是没没有有包包括括在在

86、正正常常训训练练数数据据库库轮轮廓廓中中的的序序列列，它它可可能能是是异异常常行行为为。通通过过计计数数不不匹匹配配的的次次数数，并并求求出出不不匹匹配配次次数数占占数数据据库库中中总总序序列列的的百百分分比比，再再将将这这个个百百分分比比与与预预先先给给定定的的阈阈值值相相比比较较，就就可可以以判判断断程程序序每每次次执执行行是是正正常常还还是是异异常常。该该项项技技术术对对UNIX的程序的程序SENDMAIL、LPR、FTPD等都很有效。等都很有效。免疫思想在基于主机的入侵检测中的应用免疫思想在基于主机的入侵检测中的应用 2021/3/1095讲解：XX该该方方法法采采用用短短序序列列的的

87、完完全全匹匹配配方方法法，具具有有自自然然免免疫疫系系统统的的多多样样性性特特点点。每每一一个个站站点点都都有有基基于于本本地地软软件件的的独独特特的的正正常常轮轮廓廓，因因此此利利用用同同一一弱弱点点的的一一个个入侵很难在多个站点同时得逞。入侵很难在多个站点同时得逞。 免疫思想在基于主机的入侵检测中的应用免疫思想在基于主机的入侵检测中的应用 2021/3/1096讲解：XX在在分分析析研研究究人人类类免免疫疫系系统统工工作作原原理理的的基基础础上上，借借鉴鉴其其基基因因选选择择、阴阴性性选选择择、抗抗体体检检测测及及克克隆隆选选择择等等机机制制，有有人人在在网网络络入入侵侵检检测测系系统统中

88、中引引入入一一种种基基于于免免疫疫系系统统的的新新模模型型。在在该该模模型型中中，自自体体定定义义为为计计算算机机间间正正常常的的TCP/IP连连接接集集合合，可可用用表表征征TCP/IP连连接接特特性性的的多多元元组组，如如（源源IP地地址址，目目的的IP地地址址，服服务务端端口口，协协议议类类型型）来来表表示示。根根据据实实际际需需要要，还还可可以以对对该该多多元元组组进进行行扩扩充充。与与之之相相反反，异异体体是是计计算算机机间间反反常常的的TCP/IP连连接接集集合合。在在具具体体表表现现形形式式上上，一一个个连连接接可可以以通通过过某某种种规规则则映映射射为为一一个个唯唯一一的的表表

89、征征该该连连接接的的长长度度为为的的二二进进制制字字符符串串。模模型型中中引引入入了了检检测测元元（detector）的的概概念念用用于于区区分分自自体体和和异异体体，检检测测元元也也用用一一个长度为的二进制字符串个长度为的二进制字符串d来表示。来表示。免疫思想在基于网络入侵检测中的应用免疫思想在基于网络入侵检测中的应用 2021/3/1097讲解：XX免免疫疫模模型型的的总总体体物物理理结结构构如如图图13所所示示。假假定定该该入入侵侵检检测测系系统统用用于于检检测测一一个个局局域域网网，该该局局域域网网由由一一个个或或多多个个子子网网组组成成，模模型型由由一一个个主主系系统统和和分分布布在

90、在子子网网中中的的多多个个检检测测代代理理组组成成，其其中中主主系系统统可可位位于于任任一一子子网网中中，在在一一个个子子网网中中可可以以有有一一个个或或多多个个检检测测代代理理。检检测测代代理理检检测测子子网网的的TCP/IP连连接接，负负责责子子网网的的入入侵侵检检测测工工作作。主主系系统统和和检检测测代代理理之之间间可可采用代理通信机制进行通信。采用代理通信机制进行通信。 免疫思想在基于网络入侵检测中的应用免疫思想在基于网络入侵检测中的应用 2021/3/1098讲解：XX免疫思想在基于网络入侵检测中的应用免疫思想在基于网络入侵检测中的应用 图图13 模型的物理结构模型的物理结构 202

91、1/3/1099讲解：XX模模型型的的工工作作原原理理如如图图14所所示示。主主系系统统首首先先通通过过一一个个随随机机过过程程产产生生候候选选的的未未成成熟熟检检测测元元，然然后后通通过过阴阴性性选选择择过过程程产产生生有有效效的的成成熟熟检检测测元元。这这些些成成熟熟检检测测元元分分组组传传送送到到每每个个检检测测代代理理中中，从从事事实实际际的的入入侵侵检检测测工工作作。在在检检测测代代理理中中，从从主主系系统统传传来来的的成成熟熟检检测测元元进进入入实实际际的的检检测测阶阶段段。在在测测试试阶阶段段，检测元利用适当的字符串匹配算法执行检测任务。检测元利用适当的字符串匹配算法执行检测任务

92、。免疫思想在基于网络入侵检测中的应用免疫思想在基于网络入侵检测中的应用 2021/3/10100讲解：XX如如果果一一个个成成熟熟的的检检测测元元在在时时间间内内能能够够匹匹配配到到足足够够数数量量的的分分组组，就就会会被被启启动动；反反之之，如如果果在在时时间间内内检检测测元元没没有有被被启启动动，该该检检测测元元被被认认为为是是无无效效检检测测元元而而被被删删除除。当当一一个个检检测测元元被被启启动动后后，检检测测代代理理通通过过邮邮件件或或消消息息等等其其它它方方式式向向主主系系统统发发出出警警告告，由由管管理理员员决决定定是是否否为为异异常常行行为为。如如果果在在给给定定的的时时间间内

93、内，管管理理员员将将该该次次告告警警判判断断为为异异常常行行为为，那那么么该该检检测测元元将将进进入入下下面面所所述述的的克克隆隆选选择择阶阶段段；否否则则，该该次次告告警警被被认认为为是是误误报报，相应的检测元死亡而代之以新产生的检测元。相应的检测元死亡而代之以新产生的检测元。 免疫思想在基于网络入侵检测中的应用免疫思想在基于网络入侵检测中的应用 2021/3/10101讲解：XX免疫思想在基于网络入侵检测中的应用免疫思想在基于网络入侵检测中的应用 图图14 模型的概念结构模型的概念结构 2021/3/10102讲解：XX免疫思想在基于网络入侵检测中的应用免疫思想在基于网络入侵检测中的应用

94、在上述的模型中，检测元的生成如图在上述的模型中，检测元的生成如图15所示。所示。 2021/3/10103讲解：XX6 结结 论论 本本课课讨讨论论了了近近年年来来引引起起大大家家研研究究兴兴趣趣的的基基于于生生物物免免疫疫系系统统机机理理开开发发的的AIS，尤尤其其是是详详细细讨讨论论了了免免疫疫网网络络模模型型和和免免疫疫学学习习算算法法。然然后后，讨讨论论了了AIS理理论论和和算算法法在在自自适适应应控控制制系系统统、自自律律移移动动机机器器人人、模模式式识识别别、故故障障诊诊断断等等方方面面的的应应用用，并并且且讨讨论论了了基基于于生生物物免免疫疫的的自自体体/异异体体识识别别机机理理

95、，提提出出的的一一种种免免疫疫算算法法用用于于计计算算机机异异常常数数据据的的检检测测，还还讨讨论论了了免免疫疫算算法法在在基基于于主主机机的的入入侵侵检检测测系系统统和和基基于于网网络的入侵检测系统中的应用。络的入侵检测系统中的应用。在在本本课课内内容容的的基基础础上上，可可进进一一步步深深入入研研究究免免疫疫系系统统的的各各种种机机理理，并并借借助助其其它它计计算算智智能能技技术术来来设设计计更更有有效效的的免免疫疫计算智能系统。计算智能系统。 2021/3/10104讲解：XX实验（任选一题交上来）实验（任选一题交上来）1.用用MATLAB的的Simulink系系统统搭搭建建基基于于免免

96、疫疫反反馈馈机机理理的的控控制制器器，并并采采用用模模糊糊控控制器来调节免疫反馈控制规律。制器来调节免疫反馈控制规律。2.编编写写程程序序实实现现免免疫疫遗遗传传算算法法，并并将将其其用用于模糊系统或神经网络的优化设计。于模糊系统或神经网络的优化设计。3.构建一种用于模式识别的免疫网络模型。构建一种用于模式识别的免疫网络模型。 2021/3/10105讲解：XX思考题思考题 1. 生物免疫系统有哪些特性和能力可用于计算领域生物免疫系统有哪些特性和能力可用于计算领域 ?2. 人人工工免免疫疫系系统统目目前前的的主主要要研研究究领领域域体体现现在在哪哪些些方方面面 ？请举例说明。？请举例说明。3.

97、 免免疫疫网网络络有有哪哪几几种种常常见见的的模模型型结结构构，它它们们各各适适合合于于哪哪些些场场合合？哪哪些些免免疫疫系系统统机机理理有有可可能能会会被被启启发发用用于开发新的免疫网络结构？于开发新的免疫网络结构？4. 生生物物免免疫疫系系统统用用于于免免疫疫反反馈馈控控制制的的机机理理是是如如何何体体现现的？的？5. 现现有有的的免免疫疫算算法法有有哪哪些些？免免疫疫系系统统的的哪哪些些机机理理有有可可能会被用于开发一些新的学习算法？能会被用于开发一些新的学习算法？2021/3/10106讲解：XX6. 试比较免疫算法与免疫规划。试比较免疫算法与免疫规划。7. 免免疫疫遗遗传传算算法法与

98、与经经典典遗遗传传算算法法相相比比，有有何何不不同同？其其优点体现在哪里？为何会有这些优点？优点体现在哪里？为何会有这些优点？8. 免免疫疫网网络络与与神神经经网网络络相相比比，有有何何不不同同？其其优优点点体体现现在哪里？从生物机理上，二者又有何联系？在哪里？从生物机理上，二者又有何联系？9. 除除现现有有的的研研究究成成果果外外，生生物物免免疫疫系系统统怎怎样样与与其其他他计计算算智智能能技技术术相相结结合合，从从而而发发展展新新颖颖的的计计算算智智能能技技术和方法？术和方法？10. 免疫系统对现有的免疫系统对现有的Internet体系结构有哪些启发？体系结构有哪些启发？ 思考题思考题 2021/3/10107讲解：XX谢谢大家！感谢您的观看！2021/3/10108讲解：XX感谢您的阅读收藏，谢谢！2021/3/10109