第4卷第1期 智能系统学报 Vol 4 Na 1 2009年2月 CAA I Transactions on Intelligent Systems Feb 2009 人工免疫系统研究进展 莫宏伟，左兴权2，毕晓君 (1哈尔滨工程大学自动化学院，黑龙江哈尔滨150001,2北京邮电大学信息工程学院，北京100876,3哈尔滨 工程大学信息与通信工程学院，黑龙江哈尔滨150001) 摘要：对人工免疫系统的工程应用历史及现状进行简要概括.针对目前人工免疫系统研究出现的单纯偏重算法研 究等问题，在自然计算背景下考察面向工程的人工免疫系统的主要研究进展，包括免疫计算、免疫启发的软、硬件系 统等几个重要分支.基于进展情况，对人工免疫系统未来发展方向及面临问题开展讨论和分析.目的是拓展人工免 疫系统研究范围，促使免疫学研究成果受到工程研究的重视和吸收，促进人工免疫系统深入发展】 关键词：自然计算；免疫学，人工免疫系统；免疫计算 中图分类号：1P18文献标识码：A文章编号：16734785(2009)01-0021-09 Advances in artifical immune systems MO Hong wei,ZUO Xing-quan,B IXiao-jun' (1.College ofAutomation,Harbin Engineering University,Harbin 150001,China,2 Schoolof Inomation Engineering.Beijing Univer sity of Posts and Telecommunications,Beijing 100876,China;3.College of Infomation and Communication Engineering,Harbin Engi- neering University,Harbin 150001,China) A bstract:This paper reviews the history and present state of artificial mmune systems (A IS)research The devel opment of engineering-oriented A IS was exp lored from the background of natural computing,including some mpor tant branches of mmuno-computing,mmune insp ired sofware systems and hardware systems,etc This avoided focusing only on A IS algorithms Based on current develpments,problems facing A IS were analyzed and future de- velopments discussed The am was to extend the scope ofA IS research and promote mmunolgy as a subject wor thy ofmore attention in engineering research,thus realizing the potential of A IS Keywords:natural computing mmuno logy,artificial mmune system;mmunocomputing 众所周知的神经网络模型、模糊数学、遗传算法 及其他相关领域的思想和方法 等，这些方法通过模拟生物学隐含的基本原理（比如， 1人工免疫系统与自然计算 基本交叉算子用于遗传算法)己经成功解决许多工程 领域中的问题.这些方法看作第一代生物启发的计算 随着生物学的进步，人们对生物系统的认识不 技术川，人工免疫系统是后来发展的自然计算方法， 断深入，越来越多的计算机科学家和工程师认识到 属于第二代生物启发的计算技术.本文将人工免疫系 更多样的生物系统完全可以作为解决更多复杂问题 统放在自然计算的体系内来考察，对人工免疫系统近 的手段.因而不断涌现出新的计算方法，比如利用 10年的发展情况进行总结，与计算免疫学、免疫信息 DNA分子实现计算I膜计算模型以及免疫计算 学相互借鉴，并对未来发展趋势和面临问题进行分析 等等，这些20世纪90年代以后产生的新方法可以 和探讨，有利于更全面、系统、深入地理解这一领域以 看作第二代生物启发的计算技术，而所有这些生物 启发的计算技术都是自然计算的一种类型 收稿日期：2007-12-24 自然计算—研究自然界蕴涵的计算能力以及 基金项目：教育部留学归国人员科研启动基金资助项目(20071108)： 黑龙江博士后科研启动资金资助项目(LBHQ0816):哈尔 受自然界启发的计算方法)，已经形成一个独特的 滨市青年人才专项资金资助项目(2007ROXS033);水下 机器人重点实验室项目(200808). 研究领域.根据文献[1]的观点，自然计算的内容与 通信作者：莫宏伟.Email mhonwei@sina com 形式可以归纳如图1所示 1994-2009 China Academic Journal Electronic Publishing House.All rights reserved.hup://www.cnki.net第 4卷第 1期 智 能 系 统 学 报 Vol. 4 №. 1 2009年 2月 CAA I Transactions on Intelligent System s Feb. 2009 人工免疫系统研究进展 莫宏伟 1 ,左兴权 2 ,毕晓君 3 (1. 哈尔滨工程大学 自动化学院 ,黑龙江 哈尔滨 150001; 2. 北京邮电大学 信息工程学院 ,北京 100876; 3. 哈尔滨 工程大学 信息与通信工程学院 ,黑龙江 哈尔滨 150001) 摘 要 :对人工免疫系统的工程应用历史及现状进行简要概括. 针对目前人工免疫系统研究出现的单纯偏重算法研 究等问题 ,在自然计算背景下考察面向工程的人工免疫系统的主要研究进展 ,包括免疫计算、免疫启发的软、硬件系 统等几个重要分支. 基于进展情况 ,对人工免疫系统未来发展方向及面临问题开展讨论和分析. 目的是拓展人工免 疫系统研究范围 ,促使免疫学研究成果受到工程研究的重视和吸收 ,促进人工免疫系统深入发展. 关键词 :自然计算 ;免疫学 ;人工免疫系统 ;免疫计算 中图分类号 : TP18 文献标识码 : A 文章编号 : 167324785 (2009) 0120021209 Advances in artific ial immune system s MO Hong2wei 1 , ZUO Xing2quan 2 ,B I Xiao2jun 3 (1. College ofAutomation, Harbin EngineeringUniversity, Harbin 150001, China; 2. School of Information Engineering, BeijingUniver2 sity of Posts and Telecommunications, Beijing 100876, China; 3. College of Information and Communication Engineering, Harbin Engi2 neering University, Harbin 150001, China) Abstract: This paper reviews the history and p resent state of artificial immune system s (A IS) research. The devel2 opment of engineering2oriented A IS was exp lored from the background of natural computing, including some impor2 tant branches of immuno2computing, immune insp ired software system s and hardware system s, etc. This avoided focusing only on A IS algorithm s. Based on current developments, p roblem s facingA ISwere analyzed and future de2 velopments discussed. The aim was to extend the scope of A IS research and p romote immunology as a subject wor2 thy of more attention in engineering research, thus realizing the potential of A IS. Keywords: natural computing; immunology; artificial immune system; immunocomputing 收稿日期 : 2007212224. 基金项目 :教育部留学归国人员科研启动基金资助项目 ( 20071108) ; 黑龙江博士后科研启动资金资助项目 (LBH2Q0816) ;哈尔 滨市青年人才专项资金资助项目 ( 2007RFQXS033) ;水下 机器人重点实验室项目 (200808). 通信作者 :莫宏伟. E2mail: mhonwei@ sina. com. 众所周知的神经网络模型、模糊数学、遗传算法 等 ,这些方法通过模拟生物学隐含的基本原理 (比如 , 基本交叉算子用于遗传算法 )已经成功解决许多工程 领域中的问题. 这些方法看作第一代生物启发的计算 技术 [ 1 ] . 人工免疫系统是后来发展的自然计算方法 , 属于第二代生物启发的计算技术. 本文将人工免疫系 统放在自然计算的体系内来考察 ,对人工免疫系统近 10年的发展情况进行总结 ,与计算免疫学、免疫信息 学相互借鉴 ,并对未来发展趋势和面临问题进行分析 和探讨 ,有利于更全面、系统、深入地理解这一领域以 及其他相关领域的思想和方法. 1 人工免疫系统与自然计算 随着生物学的进步 ,人们对生物系统的认识不 断深入 ,越来越多的计算机科学家和工程师认识到 更多样的生物系统完全可以作为解决更多复杂问题 的手段. 因而不断涌现出新的计算方法 ,比如利用 DNA分子实现计算 [ 2 ]、膜计算模型 [ 3 ]以及免疫计算 等等 ,这些 20世纪 90年代以后产生的新方法可以 看作第二代生物启发的计算技术 ,而所有这些生物 启发的计算技术都是自然计算的一种类型. 自然计算 ———研究自然界蕴涵的计算能力以及 受自然界启发的计算方法 [ 1 ] ,已经形成一个独特的 研究领域. 根据文献 [ 1 ]的观点 ,自然计算的内容与 形式可以归纳如图 1所示. © 1994-2009 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved. http://www.cnki.net