66、数字商业生态系统分析:从生物系统到企业应用

数字商业生态系统分析:从生物系统到企业应用

生物系统中的数字与模拟处理器

生物系统是极其复杂的信息处理器,能够适应环境、进行复制和进化。与完全数字化的人造信息处理器不同,生物系统采用数字代码来编码和控制模拟处理器,这种模拟处理器可能更能适应多样化的环境。

生物系统的“数字代码”基于遗传密码,即DNA密码子与蛋白质氨基酸成分之间的对应关系,地球上所有生物系统都遵循这一规则。不同生物的“数字代码”差异在于构成其基因组的碱基精确序列。

在过去十年中,从病毒、细菌到人类等多种生物的基因组测序取得了爆发式增长。这得益于这些代码的数字化特性,而“模拟”过程的分子生物学则更为复杂,尽管在分子细胞生物学领域投入了大量研究,但目前仍不完全清楚。

构建用于模拟和预测多细胞真核生物的完整数学模型是一项艰巨的任务,因为这些模型不仅要涵盖代谢、信号传导和基因表达控制网络,还要考虑它们之间极其复杂的相互作用。不过,当前的高通量实验技术已经能够触及生物系统的某些方面和子过程。

应对DBES复杂性的工具

复杂系统可以根据不同科学领域的方法进行多种定义。从系统的角度来看,它是一组相互作用、相互关联或相互依赖的元素,形成一个复杂的整体,可能有边界,并与周围环境进行能量和/或物质的交换。

一种描述复杂系统的方式是将其视为耗散结构,通过输入自由能和输出熵来实现一定程度的自组织。从信息科学的角度,复杂自适应系统能够从环境中吸收信息并创建知识存储。

为了描述复杂性,我们选取了Mitleton - Kelly和Andriani所描述的基本原则。Mitleton - Kelly认为复杂系统在远离平衡的状态下运行,将探索可能性

MATLAB代码实现了一个基于多种智能优化算法优化RBF神经网络的回归预测模型,其核心是通过智能优化算法自动寻找最优的RBF扩展参数(spread),以提升预测精度。 1.主要功能 多算法优化RBF网络:使用多种智能优化算法优化RBF神经网络的核心参数spread。 回归预测:对输入特征进行回归预测,适用于连续值输出问题。 性能对比:对比不同优化算法在训练集和测试集上的预测性能,绘制适应度曲线、预测对比图、误差指标柱状图等。 2.算法步骤 数据准备:导入数据,随机打乱,划分训练集和测试集(默认7:3)。 数据归一化:使用mapminmax将输入和输出归一化到[0,1]区间。 标准RBF建模:使用固定spread=100建立基准RBF模型。 智能优化循环: 调用优化算法(从指定文件夹中读取算法文件)优化spread参数。 使用优化后的spread重新训练RBF网络。 评估预测结果,保存性能指标。 结果可视化: 绘制适应度曲线、训练集/测试集预测对比图。 绘制误差指标(MAE、RMSE、MAPE、MBE)柱状图。 十种智能优化算法分别是: GWO:灰狼算法 HBA:蜜獾算法 IAO:改进天鹰优化算法,改进①:Tent混沌映射种群初始化,改进②:自适应权重 MFO:飞蛾扑火算法 MPA:海洋捕食者算法 NGO:北方苍鹰算法 OOA:鱼鹰优化算法 RTH:红尾鹰算法 WOA:鲸鱼算法 ZOA:斑马算法
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