文档介绍：第四章免疫算法
第1页，本讲稿共48页
Contents
引言
1
2
免疫算法
3
典型的人工免疫系统——ARTIS
4
基本免疫方法
第2页，本讲稿共48馈控制器。展开对基于免疫反馈机理的控制系统的设计方法和应用研究，这有可能成为工程领域中种新型的智能控制系统，具有重要的理论意义与广泛的应用前景。
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国际研究新动向之五
进一步研究基于免疫系统机理的分布式自治系统。分布式免疫自治系统在智能计算、系统科学和经济领域将会有广阔的应用前景。
第20页，本讲稿共48页
国际研究新动向之六
发展基于DNA编码的人工免疫系统以及基于DNA计算的免疫算法。尝试将DNA计算模型引入人工免疫系统中，研究一种基于DNA计算与AIS相结合的，有较强抗干扰能力和稳定性能的智能系统
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国际研究新动向之七
近年来有学者已开始研究B细胞—抗体网络的振荡、混浊和稳态等非线性特性，不过其工作才刚刚开始。人们应进一步借助非线性的研究方法来研究免疫系统的非线性行为，拓宽非线性科学的研究范围。
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国际研究新动向之八
进一步发展AIS在科学和工程上的应用，并研制实际产品，如研制在复杂系统的协调控制、故障检测和诊断、机器监控、签名确认、噪声检测、计算机与网络数据的安全性、图像与模式识别等方面的实际产品。
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生物免疫的启示
在生物自然界中，免疫现象普遍存在，并对物种的 生存与繁衍 发挥着重要的作用；
生物的免疫功能主要是由参与免疫反应的细胞或由其构成的器官来完成的；
生物免疫主要有两种类型：
特异性免疫（Specific Immunity），
非特异性免疫反应（Nonspecific Immunity）；
生物免疫系统是通过自我识别、相互刺激与制约而构成了一个 动态平衡的网络结构 。
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免疫生物学的基本概念
抗原
是指能够刺激和诱导机体的免疫系统使其产生免疫应答，并能与相应的免疫应答产物在体内或体外发生特异性反应的物质。
抗体
是指免疫系统受抗原刺激后，免疫细胞转化为浆细胞并产生能与抗原发生特异性结合的免疫球蛋白，该免疫球蛋白即为抗体。
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免疫系统的主要功能
免疫防御
即机体防御病原微生物的感染；
免疫（自身）稳定
即机体通过免疫功能经常消除那些损伤和衰老的细胞以维持机体的生理平衡；
免疫监视
即机体通过免疫功能防止或消除体内细胞在新陈代谢过程中发生突变的和异常的细胞
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大于阈值
spam
记忆细胞检测器
亲和力计算
不大于阈值
大于阈值
不大于阈值
亲和力计算
正文特征提取
用户反馈
未成熟细胞检测器
ham
spam特征库
随机特征项
检测到spam？
删除该未成熟检测器
克隆记忆
Y
N
用户反馈
更新检测器、spam特征库
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基本免疫方法
第28页，本讲稿共48页
免疫识别
免疫识别是免疫系统的主要功能，同时也是AIS的核心之一，而识别的本质是区分“自我”和“非我”。
核心机制是根据识别的对象特征进行编码，定义一个自我集合并随机产生一系列检测器，用于检测自我集合的变化。根据阴性选择原理，若检测集合与自我集合匹配，则完成匹配任务，机体发现病变。
基本免疫方法
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(1)定义自己(self)为一个字符串集合S，每个字符串由n个字母组成，字符串可以是一个网络数据包，电子邮件特征向量或程序的一般行为模式。
(2)产生一个初始监测器集合R。
(3)监测器集合中每个监测器经历阴性选择过程。其中每一个监测器都不能与集合S中的任何一个字符串相匹配，否则就从监测器集合中删去对应的检测器。
(4)通过与R集合的匹配不断监测S的变化，一旦发生任何匹配，则说明S集发生了变化，即有外来抗原侵入。
基本免疫方法
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在最初的算法描述中，候选的监测器是随机产生的，然后测试以删除与自身字串相匹配的监测器，算法中采用的匹配规则是r-连续位匹配，即当两个字符串至少存在连续r位相同是才发生匹配。
该过程重复进行，直到所需数量的监测器被产生出来。通常用概率分析方法来估算为了满足一定的可靠性所应有的监测器的数目。
基本免疫方法
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免疫学****br/>免疫识别过程同时也是一个学****的