基于细胞间通讯的膜计算系统与算法研究

基本信息
批准号:61602192
项目类别:青年科学基金项目
资助金额:21.00
负责人:宋勃升
学科分类:
依托单位:华中科技大学
批准年份:2016
结题年份:2019
起止时间:2017-01-01 - 2019-12-31
项目状态: 已结题
项目参与者:王卓,张洪,胡迎新,何成,吴庭芳,赵阳,黄安,刘葵,何月鑫
关键词:
通讯膜系统膜计算生物计算膜算法
结项摘要

Optimization problems in engineering and modeling of ecological population systems need to investigate computing systems with complex topology. Because of the complexity and dynamic of their computing systems, the known methods cannot obtain ideal simulation results in the aspect of reliability, robustness and optimal performance, etc. Communication membrane systems are computing models inspired by cells and fluidity of intercellular substances, and membrane structures of such systems are relatively simple, which have many essential features to model and simulate for computing systems: distribution, parallelism, scalability, etc. In this project, associate the complex membrane structure of cells with several advantages of communications membrane systems as mentioned above, communication membrane systems with complex topology and its membrane evolutionary algorithms are designed; investigating the dynamic and computational power of new communications membrane systems; constructing new communications membrane systems with cell division, which are used to solve hard computational problems, and studying the computational complexity of such systems; moreover, designing membrane algorithms based on new communication membrane systems with static and dynamic membrane structure to solve various problems. The project will provide a new class of bio-inspired computing devices for population dynamics of ecological systems, and also provide new ideas and new methods for evolutionary membrane computing.

工程实际中的优化问题、生态种群系统建模等都需要研究具有复杂拓扑结构的计算系统。由于其计算系统的复杂性和动态性,已有的计算方法在可靠性、鲁棒性和优化性能等方面无法获得模型仿真的理想结果。通讯膜计算系统是基于细胞及细胞间物质具有流动性特性设计的膜结构相对简单的理论计算模型,具有许多适用于系统建模仿真的优点:离散性、并行性和可扩展性等。本项目拟结合细胞本身复杂的膜结构及通讯膜系统的诸多优点,设计具有复杂结构的新型通讯膜计算模型及膜进化算法,发展新型通讯膜系统动态特性;研究新型通讯膜计算系统的计算能力;在引入细胞分裂等计算空间生成方法的基础上,设计新型通讯膜系统求解计算困难问题的膜算法,并研究其计算复杂性;在此基础上,研究静态和动态两类膜结构的新型通讯膜系统在计算机上的实现。研究成果将不仅有望为生态种群系统的动态性研究提供新计算模型和仿真工具,还将为进化膜计算研究提供新思路和新手段。

项目摘要

通讯膜计算系统是基于细胞及细胞间物质具有流动性特性设计的膜结构相对简单的理论计算模型,具有许多适用于系统建模仿真的优点:譬如离散性、并行性和可扩展性等。本项目在新型通讯膜计算系统建立、计算模型的计算能力、计算复杂性等方面开展研究。.在生物计算理论方面,提出了对生化反应时间误差具有容错性的膜计算系统;提出了扁平极大并行使用规则的策略,研究了带促进剂的组织膜计算系统在扁平极大并行模式下的计算性能;提出了带细胞分裂和细胞分离的进化通讯类组织膜系统,发现了该系统中进化通讯规则长度与求解P类、NP类问题的计算复杂性关系。在应用方面,运用MeCoSim软件实现带细胞分离的进化通讯类组织膜系统的计算和仿真。.在IEEE Transactions on NanoBioscience, Information Sciences, Information and Computation等国际期刊上发表论文17篇,其中SCI收录12篇。

项目成果
{{index+1}}

{{i.achievement_title}}

{{i.achievement_title}}

DOI:{{i.doi}}
发表时间:{{i.publish_year}}

暂无此项成果

数据更新时间:2023-05-31

其他相关文献

1

基于分形L系统的水稻根系建模方法研究

基于分形L系统的水稻根系建模方法研究

DOI:10.13836/j.jjau.2020047
发表时间:2020
2

一种光、电驱动的生物炭/硬脂酸复合相变材料的制备及其性能

一种光、电驱动的生物炭/硬脂酸复合相变材料的制备及其性能

DOI:10.16085/j.issn.1000-6613.2022-0221
发表时间:2022
3

拥堵路网交通流均衡分配模型

拥堵路网交通流均衡分配模型

DOI:10.11918/j.issn.0367-6234.201804030
发表时间:2019
4

宁南山区植被恢复模式对土壤主要酶活性、微生物多样性及土壤养分的影响

宁南山区植被恢复模式对土壤主要酶活性、微生物多样性及土壤养分的影响

DOI:10.7606/j.issn.1000-7601.2022.03.25
发表时间:2022
5

疏勒河源高寒草甸土壤微生物生物量碳氮变化特征

疏勒河源高寒草甸土壤微生物生物量碳氮变化特征

DOI:10.5846/stxb201912262800
发表时间:2020

宋勃升的其他基金

相似国自然基金

1

基于协同学习机理的膜计算系统与算法研究

批准号:61702383
批准年份:2017
负责人:贺娟娟
学科分类:F0214
资助金额:22.00
项目类别:青年科学基金项目
2

基于细胞(膜和核酸)的计算模型和算法研究

批准号:61033003
批准年份:2010
负责人:潘林强
学科分类:F0201
资助金额:250.00
项目类别:重点项目
3

基于动态网络结构的膜计算系统及其算法研究

批准号:61502012
批准年份:2015
负责人:牛云云
学科分类:F0214
资助金额:21.00
项目类别:青年科学基金项目
4

细胞间通讯与神经炎症的抑制

批准号:31430036
批准年份:2014
负责人:周嘉伟
学科分类:C0901
资助金额:327.00
项目类别:重点项目