Решение оптимизационных задач на основе методов эволюционного моделирования

Известия ТРТУ

Тематический выпуск

приемов на животных моделях и, в первую очередь, на зародышах рыб, чему способствует высокая степень сходства между геномами различных организмов. Использование зародышей рыб в генетических исследованиях стимулируется возможностью комбинировать на них физиологические и молекулярные методы с ге, , мутантов, скрининг которых идет с высокой интенсивностью. Одним из широко распространенных в эмбриогенезе классом рецепторных белков является Wnt класс, включающий wnt-5a и wnt-11 белки (Moon et al., 1997). Однако детали того, какие сигнальные пути активируются этими генами и на какие клеточные процессы они собственно влияют, остается пока неясным. Предполагается, что белки, кодируемые этими генами, направляют эмбриогенез, активируя фосфоинозитоль-ный цикл через взаимодействие с G-белками (Slusarski et al., 1997 a,b). Однако динамика активации G-белков в эмбриогенезе рыб до настоящего времени не была .

Изучение последствий активации G-белков с помощью ГТФ-gamma-S и ингибирования с помощью ГДФ-beta-S у зародышей рыб в период гаструляции стало предметом настоящей работы. В настоящей работе мы показываем, что, регуляция, по крайней мере, одного из морфогенетических процессов гаструляции - эпиболии - связана с активностью G-белков. На основании наших же данных о динамике изменения свойств высокопроницаемых контактов в этот период эмбриогенеза,

G- -

.

, , -ратами, и сделать предсказание относительно генов, которые участвуют в актива-G- .

УДК 577.3

И.А. Болоцкова РЕШЕНИЕ ОПТИМИЗАЦИОННЫХ ЗАДАЧ НА ОСНОВЕ МЕТОДОВ ЭВОЛЮЦИОННОГО МОДЕЛИРОВАНИЯ

Как известно, существует целый класс задач называемых NP-полными. К нему относятся ряд классических графовых задач, например, выделение внутренне и внешне устойчивых подмножеств, построение эффективной раскраски графа, нахождение клик и ядер графа, вершинное покрытие и т.д. К этому же классу относится большое число оптимизационных задач, связанных с нахождением оптимального плана выпуска продукции, различные приложения транспортной задачи ( , ), . .

Разработка новых подходов к решению всех вышеперечисленных задач представляет большой интерес, как с практической, так и с научной точки зрения. Это , NP ,

многих случаях и полного перебора. Причем сложность даже самых простых из них экспоненциально растет по мере увеличения числа параметров.

Материалы Международной конференции “Интеллектуальные САПР”

Все существующие в настоящее время методы решения таких задач не гарантируют нахождения оптимального решения, поэтому разработка новых подходов к решению таких задач является весьма актуальной.

К числу таких подходов можно отнести появившиеся сравнительно недавно, но доказавшие свою эффективность методы генетического поиска, эволюционного , .

При решении задач оптимизации одним из важнейших вопросов является получение набора качественных решений. Весьма перспективным в этом смысле является новое направление называемое эволюционным моделированием. Это направление основано на применении в задачах оптимизации некоторых эволюционных принципов построения живых систем, таких, например, как генетика, теория , . являются генетические алгоритмы (ГА). Структура ГА представляет собой математическую модель естественного процесса воспроизводства живых организмов, соз-.

более качественные решения, но и решает одну из основных проблем - проблему выхода из локальных оптимумов /1, 2/.

Еще более эффективным представляется применение различных архитектур генетического поиска включающих в себя в качестве компонент элементы синергетического и гомеостатического регулирования, нейронные сети и т.д.

Предлагается в различные схемы эволюционного моделирования и генетического поиска добавить блоки гомеостатического управления и синергетического блока самоорганизации и упорядочивания. Совместно с базой знаний и блоками эволюции и адаптации можно реализовать процедуры нахождения множества альтернатив решений и выбора среди них подмножества эффективных решений /3, 4/. В общую схему поиска и принятия решений включен специальный блок эво-, -ских и гомеостатических принципов позволяет управлять процессом поиска опти-.

Реализация такого подхода к решению традиционных технических и управ, , многовековой отбор и эффективно функционирующих в естественных природных

,

познания и дает ключ к построению гармоничных всесторонних моделей объектов .

ЛИТЕРАТУРА

1. Гладков Л А. Применение принципов эволюцион ного моделирования для решения оптимизационных задач на графах. // 2-я международная конференция «Акральные проблемы современного естествознания ШТЕКМА8’2000». Тезисы докладов. Калуга, 2000

2. Курейчик В.М. Генетические алгоритмы. Монография. Таганрог: Изд-во ТРТУ, 1998.

242с.

3. Куре йчик В.В. Гомеостатические, синергетические и эволюционные принципы принятия решений. // 2-я международная конференция «Акральные проблемы современного естествознания ЮТЕКМА8’2000». Тезисы докладов. Калуга, 2000.

4. Куре йчик В.В. Эволюционные методы решения оптимизационных задач. Монография. Таганрог, 1999. 95с.