·550 智能系统学报 第6卷 中在证明具有较少数量的细胞膜系统的计算通用 络、神经信息处理、基因调节、DNA转译与转换、变 性，用于解决诸如布尔满足问题、旅行商问题等NP 异、重组、免疫系统等，化学系统的组合性质可以通 难问题，近2年在图像处理1m]、大气环境建模1] 过实际的化学计算，即利用实际的分子进行计算，如 等领域得到应用.文献[104]提出一种膜计算优化 DNA计算.人工化学计算是化学引喻作为设计新硬 调度算法，将膜计算启发的优化算法用于汽油混合 件和软件结构的范例.化学系统可做为信息处理器. 调度.P系统还可以用于解释活细胞中的自然过程， 3)领域是优化，利用人工化学范例发现组合问 理论上可以硬件实现.其他类型的应用包括计算机 题的解.与进化计算密切联系，进化算法可看作是特 图形学、密码学、优化等领域1s] 殊的人工化学系统.形式上，人工化学可定义为一 2 化学反应计算 个三元组(M,R,A),其中M是人工分子集合，R是描 述分子之间相互作用的规则集合，A是驱动系统的 人工化学是人工生命的一个子领域，研究生命的 算法.M中的分子可以是抽象的符号、字符串、二进 基本机制以及组织的起源和进化.主要有3个方向： 制位符串等.文献[33]提出了基于人工化学系统的 1)建模，包括生物系统、进化系统、社会系统等 旅行商问题求解算法.文献[106]提出了首个化学 领域； 反应启发的优化算法(chemical reaction optimiza- 2)信息处理，自然界的许多化学过程可以解释 ion),仿真结果证明该类算法与现有的优化算法相 为执行计算的过程，如控制细菌运动的化学反应网 比有很强的竞争力，成为一种新的优化算法。 表1自然计算原型与人工模型对照m) Table 1 Comparison of natural computing and original type 自然计算的种类 自然计算原型 自然层次 人工模型 神经网络 细胞 神经计算系统 免疫系统 细胞、分子 人工免疫系统 内分泌系统 分子 内分泌计算 生物细胞 细胞 细胞自动机 生物启发的计算 细胞膜 细胞 细胞膜计算 DNA 分子 DNA计算 蛋白质 分子 蛋白质分子计算 基因 分子 遗传算法 妈蚁、鸟群、鱼群、蜂群、细菌 生物群 群智能 自然语言 左脑半球 形式逻辑与语言 人脑思维 人脑 人工脑 社会启发的计算 人类社会文化 社会文化 文化算法 人类社会中的相互作用 社会活动 社会计算 量子 量子 量子计算 光子 光子 光子计算 物理启发的计算 混沌现象 普遍存在 基于混沌的计算 退火现象 原子 模拟退火算法 化学计算 化学反应 分子 化学（优化）计算 3 结论与展望 有发展潜力的研究趋势进行综述与分析，包括群体 智能、分子计算、细胞计算和化学计算，涉及分子、细 本文对目前自然计算的几种典型范例和未来具 胞和生物社会群体等生物乃至化学领域，当然，物理