人工內分泌模型及應用研究.pdf

1、人工內分泌系統(tǒng)是指在研究人體內分泌系統(tǒng)的信息處理機制的基礎上，構造出體現(xiàn)內分泌系統(tǒng)信息處理特性的一類新的計算智能模型和方法。與神經系統(tǒng)，免疫系統(tǒng)一樣，內分泌系統(tǒng)也具有高度復雜和獨特的信息處理能力，分析和抽取其生理上的信息處理機制，建立相應的工程模型具有重要的理論意義和應用價值。本論文將從不同的方面對人工內分泌系統(tǒng)模型及其應用進行一些研究。
　　 1. 生物內分泌系統(tǒng)理論研究。生物內分泌系統(tǒng)是生物體內復雜的調控系統(tǒng)，對維持生物體內

2、平衡有著關鍵作用。目前人工內分泌的理論研究工作不多，概括總結內分泌功能特點以及與相關計算智能模型類比的研究工作較少，基于此，本文將從計算機信息處理的角度，講述內分泌系統(tǒng)的基本概念、功能以及調控機制，概括和總結內分泌系統(tǒng)的功能特點，并類比已有的計算智能模型，為進行人工內分泌系統(tǒng)模型及其應用的研究提供理論指導。
　　 2. 神經內分泌計算模型及其應用研究。神經系統(tǒng)與內分泌系統(tǒng)在許多方面是相互關聯(lián)，互相作用的。一方面，神經系統(tǒng)接受體內

3、外環(huán)境刺激，產生神經信號刺激內分泌系統(tǒng)，對內分泌系統(tǒng)有著調控作用；另一方面，內分泌系統(tǒng)分泌的荷爾蒙，對神經系統(tǒng)有著反饋調節(jié)作用，生理學將兩大系統(tǒng)的復合稱為神經內分泌系統(tǒng)。借鑒內分泌與神經系統(tǒng)之間的調控機制，本文提出一種基于神經內分泌調節(jié)機制的計算模型及算法，模型將神經系統(tǒng)與內分泌系統(tǒng)相結合，利用神經系統(tǒng)的學習與記憶能力，以及內分泌系統(tǒng)對神經系統(tǒng)的反饋調控作用，控制自主體行為，使自主體具有自學習自適應能力。為了驗證模型及算法的有效性，將其

4、應用于機器人導航避障仿真實驗，并與離散Q 學習方法對比，結果表明該模型是有效的。該模型和算法深入反映了生物體的神經內分泌機制，將神經網絡的特點和內分泌調控機制相結合，是一種聯(lián)合的計算模型，對自主體的行為控制和內分泌系統(tǒng)建模提供了參考。
　　 3.基于荷爾蒙反應擴散機制的內分泌模型研究。雖然內分泌系統(tǒng)受神經系統(tǒng)和機體其他系統(tǒng)的調節(jié)，但是它的生理功能主要是由其內部各個組成部分自組織來實現(xiàn)的，荷爾蒙的作用機制是內分泌系統(tǒng)完成功能的關鍵

5、。借鑒內分泌系統(tǒng)的生物機制特征，本文提出一種基于荷爾蒙反應擴散機制的內分泌網絡模型及算法，模型將內分泌系統(tǒng)看作一個復雜的網絡，內分泌細胞作為網絡節(jié)點分泌荷爾蒙，通過荷爾蒙的反應擴散使內分泌系統(tǒng)自組織實現(xiàn)功能，維持內穩(wěn)態(tài)。為驗證模型及算法的有效性，將其用于多機器人系統(tǒng)的控制，實驗結果表明模型及算法可使多機器人系統(tǒng)具有自適應能力，有效完成任務。該模型和算法是對內分泌系統(tǒng)獨立建模的探討，為建立完善的人工內分泌系統(tǒng)模型提供了參考。