《基於細胞間通訊的膜計算系統與算法研究》是依託華中科技大學，由宋勃升擔任項目負責人的青年科學基金項目。
基本介紹
- 中文名：基於細胞間通訊的膜計算系統與算法研究
- 項目類別：青年科學基金項目
- 項目負責人：宋勃升
- 依託單位：華中科技大學
中文摘要,結題摘要,
中文摘要
工程實際中的最佳化問題、生態種群系統建模等都需要研究具有複雜拓撲結構的計算系統。由於其計算系統的複雜性和動態性，已有的計算方法在可靠性、魯棒性和最佳化性能等方面無法獲得模型仿真的理想結果。通訊膜計算系統是基於細胞及細胞間物質具有流動性特性設計的膜結構相對簡單的理論計算模型，具有許多適用於系統建模仿真的優點：離散性、並行性和可擴展性等。本項目擬結合細胞本身複雜的膜結構及通訊膜系統的諸多優點，設計具有複雜結構的新型通訊膜計算模型及膜進化算法，發展新型通訊膜系統動態特性；研究新型通訊膜計算系統的計算能力；在引入細胞分裂等計算空間生成方法的基礎上，設計新型通訊膜系統求解計算困難問題的膜算法，並研究其計算複雜性；在此基礎上，研究靜態和動態兩類膜結構的新型通訊膜系統在計算機上的實現。研究成果將不僅有望為生態種群系統的動態性研究提供新計算模型和仿真工具，還將為進化膜計算研究提供新思路和新手段。
結題摘要
通訊膜計算系統是基於細胞及細胞間物質具有流動性特性設計的膜結構相對簡單的理論計算模型，具有許多適用於系統建模仿真的優點：譬如離散性、並行性和可擴展性等。本項目在新型通訊膜計算系統建立、計算模型的計算能力、計算複雜性等方面開展研究。在生物計算理論方面，提出了對生化反應時間誤差具有容錯性的膜計算系統；提出了扁平極大並行使用規則的策略，研究了帶促進劑的組織膜計算系統在扁平極大並行模式下的計算性能；提出了帶細胞分裂和細胞分離的進化通訊類組織膜系統，發現了該系統中進化通訊規則長度與求解P類、NP類問題的計算複雜性關係。在套用方面，運用MeCoSim軟體實現帶細胞分離的進化通訊類組織膜系統的計算和仿真。在IEEE Transactions on NanoBioscience, Information Sciences, Information and Computation等國際期刊上發表論文17篇，其中SCI收錄12篇。
