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生物启发计算研究现状与发展趋势
  • ISSN号:1002-0411
  • 期刊名称:《信息与控制》
  • 时间:0
  • 分类:TP18[自动化与计算机技术—控制科学与工程;自动化与计算机技术—控制理论与控制工程]
  • 作者机构:[1]中国科学院沈阳自动化研究所,辽宁沈阳110016, [2]东北财经大学管理科学与工程学院,辽宁大连116025, [3]沈阳师范大学物理科学与技术学院,辽宁沈阳110034, [4]天津工业大学计算机科学与软件学院,天津300387
  • 相关基金:国家自然科学基金资助项目(61174164,51205389,61105067,61502318)
中文摘要:

生物启发计算的宗旨是研究自然界生物个体、群体、群落乃至生态系统不同层面的功能、特点和作用机制,建立相应的模型与计算方法,从而服务于人类社会的科学研究与工程应用.它既是人工智能的继承与发展,同时也是从新的角度理解和把握智能本质的方法.本文阐述了生物启发计算所涉及的生物进化论、共生进化论和复杂适应系统的理论起源.在对生物启发计算进行分析、归纳和总结的基础上,介绍了现有生物启发计算算法研究成果,并从最优设计、最优分析和最优控制3个方面对生物启发计算的应用研究成果进行了梳理.以此为基础,进一步地提出了生物启发计算的统一框架模型.最后,围绕并行生物启发计算、具有学习推理和知识学习生物启发计算、生物动力学启发计算、基于微生物群体感应的生物启发计算以及人工大脑、进化硬件、大数据、群集机器人、虚拟生物和云计算等前沿热点理论问题和工程应用问题对生物启发计算的发展方向和研究挑战进行了展望及分析.

英文摘要:

Bio-inspired computation aims to study the biology function,characteristic and mechanism of the various levels of nature,from biological individual,population,colony until ecosystem,and set up a relevant model and computing method,so as to serve the scientific research and engineering application of human society. It is not only the inheritance and development of artificial intelligence,but also from a new point to understand and grasp the intelligent intrinsic. First,we introduce the bio-inspired computation theoretical origin,involving the biological evolutionism theory,the symbiosis evolution theory and the complex adaptive system theory. Then,we review algorithm research progress and discuss about application research progress from three aspects including optimal plan,optimal analysis and optimal control. Based on comprehensive analysis and summarize existing bio-inspired optimization algorithms,a bio-inspired computation unified framework model is proposed. Finally,a few future directions and research challenges are presented,such as parallel bio-inspired computation,bio-inspired computation with reasoning and knowledge,bio-inspired dynamics computation,bio-inspired computation based on quorum sensing,artificial brain,evolutionary hardware,big data,swarm robot,virtual biological,cloud computing,etc.

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期刊信息
  • 《信息与控制》
  • 北大核心期刊(2011版)
  • 主管单位:中国科学院
  • 主办单位:中国自动化学会 中国科学院沈阳自动化研究所
  • 主编:王天然
  • 地址:沈阳市南塔街114号
  • 邮编:110016
  • 邮箱:xk@sia.cn
  • 电话:024-23970049
  • 国际标准刊号:ISSN:1002-0411
  • 国内统一刊号:ISSN:21-1138/TP
  • 邮发代号:
  • 获奖情况:
  • 全国优秀期刊三等奖,中科院优秀期刊三等奖,辽宁省优秀期刊一等奖
  • 国内外数据库收录:
  • 美国数学评论(网络版),荷兰文摘与引文数据库,英国科学文摘数据库,日本日本科学技术振兴机构数据库,中国中国科技核心期刊,中国北大核心期刊(2004版),中国北大核心期刊(2008版),中国北大核心期刊(2011版),中国北大核心期刊(2014版),中国北大核心期刊(2000版)
  • 被引量:12960