一、免疫系统

什么是病毒？

病毒是一种简单的生活形式：包裹在保护壳中的一些基因。这些基因是制造新病毒的指令。

在细胞外，病毒无法繁殖。但是一旦病毒入侵了活细胞，它就会将该细胞变成病毒工厂。随着时间的流逝，成千上万的新病毒爆发并继续入侵其他细胞。

我们的身体如何抵抗疾病？

白细胞可抵抗细菌，免疫系统由许多不同种类的白细胞组成。白细胞共同保护我们免受致病细菌的侵害。

• 巨噬细胞识别细菌(识别)：当细菌入侵我们的身体时，巨噬细胞会吞噬细菌并显示其表面形状或抗原，以供其他免疫细胞看到。
• 辅助性T细胞指导防御(指导防御)：辅助T细胞在巨噬细胞上发现外源抗原并开始繁殖。它们警告其他白细胞并指导人体的防御。
• B细胞产生抗体(锁喉)：B细胞开始制造称为抗体的化学物质。抗体可以锁定外来抗原，从而使其他免疫细胞更容易破坏它们。
• 杀伤性T细胞破坏细菌(“K!O!”)：在辅助性T细胞的刺激下，杀伤性T细胞繁殖并破坏入侵的细菌。一起工作，我们的白细胞通常可以破坏入侵的细菌。

免疫系统基础

免疫系统是分子，细胞和器官的集合的名称，这些分子，细胞和器官的复杂相互作用形成了一个有效的系统，该系统通常能够保护个人免受外部入侵者及其自身导致疾病的内部细胞改变的侵害。
免疫系统由人体的淋巴组织和器官组成。免疫系统通常分为两种，非特异性的，也称为先天性或非适应性免疫，以及特异性的，也称为获得性或适应性免疫。

疫苗

疫苗是传染剂的悬浮液，用于人工诱导针对特定疾病的免疫力。
疫苗接种的目的是模仿通过人工手段自然感染的过程。

二、人工免疫算法

自然免疫系统的启发

• 自然免疫系统是一个复杂的自适应系统，可以为我们的研究提供很好的参考，例如自适应计算，计算机仿真，建模，非线性动力学分析等。
• 疫苗接种是人们用来改进我们免疫能力的主要方法，已经有了良好的结果，因此，它是我们设计算法或系统结构的另一参考。

AIS-人工免疫系统

擅长数据操作，分类，表示和推理方法。
一个大规模分布和并行，高度自适应和反应性的系统，并保持计算推理功能。
免疫进化算法是AIS开发的成果之一。

IEAs的主要想法

IEA的免疫能力是通过两种免疫操作实现的：

• 疫苗接种，用于提高个体的适应度。（实现免疫的基本手段）
• 免疫选择，用于防止退化。（保证收敛）

疫苗接种：疫苗是从待解决问题的先验知识中抽象出来的，其中包含有关该问题的一些本地信息，因此疫苗的有效性在算法的执行中起着重要作用。

免疫选择：包括两步。

• 免疫测试：如果适应度小于父母，则意味着必须在交叉或变异过程中发生严重的退化，然后父母将参加下一场竞争，而不是个体。
• 退火选择：以以下概率选择新个体加入下一代。

IEAs分三类：IGA免疫遗传算法、IEP免疫进化规划、IES免疫进化策略

免疫遗传算法IGA

选择疫苗的方法

不仅要根据规则的特征信息找到一些简单的规则，还可以通过减小其大小或增加一些局部条件来找到它们。这些简化的规则可以看作是抽象疫苗的一种方法。
原始问题在局部分解得越彻底，在局部条件下的求解规则就越明显，在这种情况下可以很容易地获得疫苗，但是获得它们的计算量将大大增加。
疫苗用于获得具有一些局部信息的最佳解决方案，即估算最佳个体中某些基因的方案，因此疫苗不必非常精确。