Modelarea proceselor biologice

CUPRINS

Cuvant inainte III

1. BIOINFORMATICA ASTAZI 1
1.1. Biologia si stiinta calculatoarelor 1

2. MODEL SI MODELARE IN BIOLOGIE 9
2.1. Ramurile biologiei 9
2.2. Notiuni fundamentale de biologie moleculara 19
2.3. Biologia sistemica 20
2.4. Sistem – model – modelare 21
2.5. Tipuri de modele 28
2.6. Teorie si modele in biologie 29
2.7. Exemple 33

3. EVOLUTIA NATURALA SI ALGORITMII EVOLUTIONISTI 45
3.1. Evolutie sau creatie 45
3.2. Originea vietii si problema complexitatii 47
3.3. Viata artificiala 50

4. MODELE MATEMATICE ALE ALGORITMILOR GENETICI 52
4.1. Teorema schemelor si ipoteza blocurilor de constructie 52
4.2. Analiza probabilistica a algoritmilor genetici 59
4.3. Modelarea algoritmilor genetici ca sisteme dinamice 68
4.4. Algebra algoritimilor genetici 71
4.5. Transmiterea informatiilor in algoritmii genetici 77
4.6. Algoritmii genetici si calirea simulata 82

5. EXPERIMENTE DE ROBOTICA EVOLUTIONISTA 91
5.1. Definirea problemei 91
5.2. Modelul genetic 91
5.3. Concluzii 116

6. FRUMUSETEA ALGORITMICA A NATURII 119
6.1. Fractali 119
6.2. Sistemele Lindenmayer 121
6.3. Numarul de aur 124

7. INTELIGENTA DE GRUP – MODELE ALE ACTIVITATILOR BIOLOGICE COOPERATIVE 133
7.1. Sisteme biologice cu autoorganizare 133
7.2. Sistemele robotice colective 136
7.3. Modelarea matematica a sistemelor robotice colective 137
7.4. Aplicatie. Colectarea colaborativa de obiecte 139
7.5. Roboti reali. Modelare microscopica 140
7.6. Rezultate ale implementarii de nivel scazut 141
7.7. Modelul macroscopic al experimentului 142
7.8. Descrierea aplicatiei 144

ANEXE 148

Anexa 1. Programe de robotica evolutionista 148
1.1 Implementarea Matlab a functiei de evaluare 148
1.2. Functia principala de rulare 151
1.3. Descrierea functiilor GAOT utilizate 152

Anexa 2. Programul de robotica colectiva. Experimentul de colectare a betelor 155

Bibliografie 189