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用收敛的异质粒子群优化的人类可读模糊规则建模非线性动态生物系统。 (英语) Zbl 1346.92010号

摘要:从动态生物网络的时程响应数据集对其进行建模是一个重要问题,这对于理解系统行为至关重要。该任务包括两个子任务:网络结构识别和相关参数估计。在现有的大多数方法中,这两个子任务是逐步处理的,这可能导致它们之间的不一致,从而导致最终模型的不准确。另一个挑战是如何透明地理解派生模型,这是传统的黑盒方法无法实现的。开发了一种基于人类可读模糊规则的模型,称为MoPath,用于在优化框架内同时识别生物网络的结构拓扑和相关参数。MoPath将模糊规则编码为异质粒子群优化(CHPSO)的粒子生成最优模型的算法。理论上,我们证明了CHPSO中的合作可以在勘探和开发之间保持平衡,以确保粒子收敛到稳定点,这对于找到由网络拓扑和参数组成的最优模型非常有帮助。我们在两个动态生物网络上演示了MoPath,并成功生成了一些人类可读的规则,这些规则可以很好地表示网络,具有高精度和良好的鲁棒性。

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92-08 生物学问题的计算方法
92立方厘米 系统生物学、网络
34A07号 模糊常微分方程
68T05年 人工智能中的学习和自适应系统
90摄氏度70 模糊及其他非随机不确定性数学规划

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