人工內(nèi)分泌模型及應用研究.pdf

1、人工內(nèi)分泌系統(tǒng)是指在研究人體內(nèi)分泌系統(tǒng)的信息處理機制的基礎(chǔ)上，構(gòu)造出體現(xiàn)內(nèi)分泌系統(tǒng)信息處理特性的一類新的計算智能模型和方法。與神經(jīng)系統(tǒng)，免疫系統(tǒng)一樣，內(nèi)分泌系統(tǒng)也具有高度復雜和獨特的信息處理能力，分析和抽取其生理上的信息處理機制，建立相應的工程模型具有重要的理論意義和應用價值。本論文將從不同的方面對人工內(nèi)分泌系統(tǒng)模型及其應用進行一些研究。
　　 1. 生物內(nèi)分泌系統(tǒng)理論研究。生物內(nèi)分泌系統(tǒng)是生物體內(nèi)復雜的調(diào)控系統(tǒng)，對維持生物體內(nèi)

2、平衡有著關(guān)鍵作用。目前人工內(nèi)分泌的理論研究工作不多，概括總結(jié)內(nèi)分泌功能特點以及與相關(guān)計算智能模型類比的研究工作較少，基于此，本文將從計算機信息處理的角度，講述內(nèi)分泌系統(tǒng)的基本概念、功能以及調(diào)控機制，概括和總結(jié)內(nèi)分泌系統(tǒng)的功能特點，并類比已有的計算智能模型，為進行人工內(nèi)分泌系統(tǒng)模型及其應用的研究提供理論指導。
　　 2. 神經(jīng)內(nèi)分泌計算模型及其應用研究。神經(jīng)系統(tǒng)與內(nèi)分泌系統(tǒng)在許多方面是相互關(guān)聯(lián)，互相作用的。一方面，神經(jīng)系統(tǒng)接受體內(nèi)

3、外環(huán)境刺激，產(chǎn)生神經(jīng)信號刺激內(nèi)分泌系統(tǒng)，對內(nèi)分泌系統(tǒng)有著調(diào)控作用；另一方面，內(nèi)分泌系統(tǒng)分泌的荷爾蒙，對神經(jīng)系統(tǒng)有著反饋調(diào)節(jié)作用，生理學將兩大系統(tǒng)的復合稱為神經(jīng)內(nèi)分泌系統(tǒng)。借鑒內(nèi)分泌與神經(jīng)系統(tǒng)之間的調(diào)控機制，本文提出一種基于神經(jīng)內(nèi)分泌調(diào)節(jié)機制的計算模型及算法，模型將神經(jīng)系統(tǒng)與內(nèi)分泌系統(tǒng)相結(jié)合，利用神經(jīng)系統(tǒng)的學習與記憶能力，以及內(nèi)分泌系統(tǒng)對神經(jīng)系統(tǒng)的反饋調(diào)控作用，控制自主體行為，使自主體具有自學習自適應能力。為了驗證模型及算法的有效性，將其

4、應用于機器人導航避障仿真實驗，并與離散Q 學習方法對比，結(jié)果表明該模型是有效的。該模型和算法深入反映了生物體的神經(jīng)內(nèi)分泌機制，將神經(jīng)網(wǎng)絡的特點和內(nèi)分泌調(diào)控機制相結(jié)合，是一種聯(lián)合的計算模型，對自主體的行為控制和內(nèi)分泌系統(tǒng)建模提供了參考。
　　 3.基于荷爾蒙反應擴散機制的內(nèi)分泌模型研究。雖然內(nèi)分泌系統(tǒng)受神經(jīng)系統(tǒng)和機體其他系統(tǒng)的調(diào)節(jié)，但是它的生理功能主要是由其內(nèi)部各個組成部分自組織來實現(xiàn)的，荷爾蒙的作用機制是內(nèi)分泌系統(tǒng)完成功能的關(guān)鍵

5、。借鑒內(nèi)分泌系統(tǒng)的生物機制特征，本文提出一種基于荷爾蒙反應擴散機制的內(nèi)分泌網(wǎng)絡模型及算法，模型將內(nèi)分泌系統(tǒng)看作一個復雜的網(wǎng)絡，內(nèi)分泌細胞作為網(wǎng)絡節(jié)點分泌荷爾蒙，通過荷爾蒙的反應擴散使內(nèi)分泌系統(tǒng)自組織實現(xiàn)功能，維持內(nèi)穩(wěn)態(tài)。為驗證模型及算法的有效性，將其用于多機器人系統(tǒng)的控制，實驗結(jié)果表明模型及算法可使多機器人系統(tǒng)具有自適應能力，有效完成任務。該模型和算法是對內(nèi)分泌系統(tǒng)獨立建模的探討，為建立完善的人工內(nèi)分泌系統(tǒng)模型提供了參考。