一种新型计算智能系统：人工免疫系统
摘 要：基于生物免疫系统机理开发的人工免疫系统是继人工神经网络、进化计算之后的又一研究热点。本文简要介绍了人工免疫系统的特点和研究内容，将其与人工神经网络、进化计算进行了比较和分析，综述了人工免疫系统的最新研究成果并对下一步的研究方向做了探讨。
关键词：人工免疫系统 人工神经网络 进化算法
多年来，包括人类自身在内的自然界生物体系的智能行为一直是科学家们所关注和研究的对象，其中一个重要研究领域是生物信息处理系统。由生物引发的信息处理系统可分为：脑神经系统(人工神经网络ANN，Artificial Neural Networks)、遗传系统(进化计算EA，Evolutionary Algorithm)和免疫系统(人工免疫系统AIS，Artificial Immune System)。其中，人工神经网络和进化计算已被广泛应用于各个领域，而人工免疫系统由于其复杂性没有引起与神经网络和进化计算同等重视，目前国内外的研究成果和应用相对较少。
人工免疫系统是对生物免疫系统的模拟，是借鉴和利用生物免疫系统的信息处理机制而发展的各类信息处理技术、计算技术以及在科学工程领域中应用而产生的各种智能系统的统称。人工免疫系统是一个跨学科的研究领域，是与生物免疫系统相对应的工程概念。生物免疫系统是一个高度并行、分布、自适应和自组织的系统，具有强大的信息处理能力，从而激起科学家们从中提取、发现免疫系统的有用机制，开发面向工程应用的免疫系统计算模型——人工免疫系统。目前，人工免疫系统已发展成为计算智能研究中一个崭新的分支，其应用领域已经逐渐扩展到了信息安全、模式识别、智能优化、机器学习、数据挖掘、机器人学、自动控制、故障诊断等诸多领域， 显示出人工免疫系统强大的信息处理和问题求解能力，具有广阔的研究前景。
1 人工免疫系统的特点和研究内容
免疫是指生物体抵御外部入侵，使其机体免受病原侵害的应答反应。免疫系统是由许多执行免疫功能的器官、组织、细胞和分子等组成的复杂系统，其主要作用是能够识别“自己”与“异己”物质，进而清除病原体、有害异物等致病因素的侵害，实现免疫防卫功能。免疫系统被称为是人体的“第二大脑”，具有许多在工程领域有启发意义的特点，如多样性、分布性、动态性、适应性、自我识别、学习、记忆等，这些特性启发人们对免疫系统的仿生进行研究。基于生物免疫机理开发的人工免疫系统具有强大的鲁棒性信息处理和解决复杂问题的能力。从工程角度上讲，人工免疫系统具有许多有意义的特性。免疫计算系统结合先验知识和免疫系统的适应能力，给当前智能控制提供了一种强大的选择，因此具有新颖的解决复杂问题的能力。从信息科学角度来讲，人工免疫系统是一个杰出的并联和分布的自适应系统，它使用学习、记忆和关联检索来完成识别和分类任务，所以它具有强大的鲁棒性信息处理能力，被认为是一个非常重要且非常有意义的研究方法。从生物角度来看，开发基于生物免疫系统的计算机模型有助于人们进一步认识和发展生物免疫学，将会带给人类社会更大的进步。
