文档介绍：浅谈人工免疫算法
 
 
姚思雨 陈志康
摘要：本文对人工免疫算法进行简要介绍，主要包括自然进化中的生物免疫，人工免疫的概要，在此基础上还说明了免疫算法和免疫系统的对应关系。
关键词：生物免疫；人工免疫；免疫算法和免疫系统的对应关系
一、引言
进化算法是以自然进化的思想为基础，基于生物进化的过程机制求解问题的自组织、自适应的人工智能技术。它依照达尔文的遗传变异理论，即生物进化是由生物的遗传、变异、竞争、自然选择、交叉来实现的。进化算法是建立在生物模型的基础上的一种基于机器学****的随机搜索技术，通过采用编码来表示复杂的结构。用个体来表示单个编码，编码的集合称为种群，个体进行遗传的过程就是进化的过程，最终获得一些具有较高性能指标的编码。进化算法中涉及编码，适应度函数和遗传算子等基本要素。
实践证明，仅仅使用遗传算法或者以其为代表的进化算法在模仿人类只能处理事物的能力时远远不足，必须更加深层次地挖掘与利用人类的智能资源。所以，研究者力图将生命科学中的免疫概念及其理论应用于遗传算法，在保留原算法优良特性的前提下，力图有选择、有目的地利用待求问题中的一
些特征值信息或只是来抑制优化过程中出现的退化现象，这就是免疫算法。人工免疫算法具有分布式，并行性，自学****自适应，自组织，鲁棒性和凸显性的特点，本文将对免疫算法进行简要的介绍。
二、自然进化中的人生物免疫
生物免疫系统是生物进化过程中通过识别“自己”和“非己”，清除抗原性异物，保护自身免受致病细菌，病毒或病原体异物的侵袭的重要防护机制。免疫系统由三部分组成，分别是免疫淋巴组织，免疫活性细胞和抗原抗体。免疫淋巴细胞按照作用不同又分为中枢淋巴细胞和周围淋巴细胞。前者包括胸腺，腔上囊，骨髓和肠道淋巴组织；后者包括脾脏，淋巴结和全身各处的弥散淋巴组织。这些器官和组织共同协作，调节人身体的免疫功能。免疫活性细胞是能受抗原刺激，并引起特异性反应的细胞。在生物学中，将它分为T淋巴细胞和B淋巴细胞两种。
T淋巴细胞又被称为胸腺依赖性淋巴细胞，它是由胸腺内的淋巴干细胞在胸腺素的影响下增殖分化而成的。T淋巴细胞主要分布在淋巴结的深皮质区和脾脏中央的胸腺中央动脉的胸腺依赖区，收到抗原刺激时首先转化为淋巴细胞，然后分化成免疫效应细胞，参与免疫反应。它用作調节其他细胞的活动以及直接袭击宿主感染细胞。B淋巴细胞又叫做免疫活性细胞，是由腔上囊组织中的淋巴干细胞分化而成，来源于骨髓淋巴样前体细胞，主要分布在淋巴结，血液，脾，扁桃体等组织和器官中。B细胞受抗原刺激后，首先转化成浆母细胞，然后分化成浆细胞，分泌抗体，执行细胞免疫反应。
抗原一般是指诱导免疫系统产生免疫应答的物质，包括各种病原性异物以及发生突变后的自身细胞等。抗原具有刺激机体产生抗体的能力，也具有与其所诱生的抗体相结合的能力。 抗体又称免疫球蛋白，是能与抗原进行特异性结合的免疫细胞，其主要功是识别、消除机体内各种病原性异物。
免疫细胞表面的抗体和抗原的化学基都是复杂的含有电荷的三维结构，只要抗原和抗体之间的结构与电荷之间互补就有可能结合，这种结合的强度就是亲和力。高亲和性突变的细胞有生长增殖的优先权，而低亲和性突变的细胞则选择性死亡，这种亲和力成熟的过程有利于保持在后继应答中产生高亲和性的抗体。克隆扩增期间产生的变异使免疫系统能适应不断变化