基于计算智能的群体行为控制模型及路径生成研究

结题报告
项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号:
    61272094
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    80.0万
  • 负责人:
  • 依托单位:
  • 学科分类:
    F0201.计算机科学的基础理论
  • 结题年份:
    2016
  • 批准年份:
    2012
  • 项目状态:
    已结题
  • 起止时间:
    2013-01-01 至2016-12-31

项目摘要

Crowd motion is a very interesting and popular phenomena in nature. This research proposes a control model of crowd behaviors and the approaches for path generation, aimed at the problems of current control model lack of flexibility for expressing individual and extremely calculate spending of multi-agent local control model, based on the deep analysis for the mechanism of crowd motion.This approach employs the dynamic niche technology to classify the large size crowd into three levels of crowd, group and agent, and selects an optimal agent in the group as the leader. It establishes the cognitive model, sesentive and cooperative reinforcement learning mechanism for leader's fitness function being adjusted dynamically according to environmental feedback information, and the adaptive ability of the leader is increased while the adaptive ability of the group is increased via cooperative learning and information sharing. The path programming is carried out at the level of group. It combines the multi-object optimizing property of artificial bee algorithm and the group intelligence property of particle swarm optimization algorithm for increasing convergence and optimizing speed, and solving the problem of individual obstacle avoidance and collision in group, and realizes collection, separation and leader-following of crowd effectively.
群体运动是自然界中非常有趣并且普遍的现象。本研究拟通过对群体运动的机理做深入分析,针对现有的全局控制模型缺少表征多样个体的灵活性及多Agent局部控制模型计算开销太大的问题,提出一种群体行为的控制模型及路径生成方法。该方法采用动态小生境技术对大规模群体进行群体、组及Agent三个层次的分类,并在每个组中选择一个最优Agent作为leader; 建立Leader的认知模型、感知及协同强化学习机制,使Leader能依据环境的反馈信息,动态调整自适应函数,提高自身的自适应能力,并通过协同学习及信息共享,提高群体的适应能力;路径规划在组的层面进行,结合人工蜂群算法的多目标寻优特性和微粒群算法的群体智能特性,提高算法收敛及寻优速度,解决组中的个体的避障及碰撞问题,并有效地实现群体的聚集、分离及跟随Leader。

结项摘要

群体运动是自然界中非常有趣并且普遍的现象。本研究通过对群体运动的机理做深入分析,针对现有的全局控制模型缺少表征多样个体的灵活性及多Agent局部控制模型计算开销太大的问题,提出一种群体行为的控制模型及路径生成方法。该方法采用基于网格-密度-关系的算法对大规模群体进行群体、组及Agent三个层次的分类,并在每个组中选择一个最优Agent作为leader; 建立Leader的认知模型、感知及协同强化学习机制,使Leader能依据环境的反馈信息,动态调整自适应函数,提高自身的自适应能力,并通过协同学习及信息共享,提高群体的自适应能力;路径规划在组的层面进行,结合人工蜂群算法的多目标寻优特性和微粒群算法的群体智能特性,提高算法收敛及寻优速度,解决组中的个体的避障及碰撞问题,并有效的实现聚集、分离及跟随Leader。本项目以大规模人群疏散仿真作为应用背景,试图为紧急情况下群体运动及人群疏散路径规划的仿真和决策提供辅助的支持。该项目已经在在国内外期刊上发表论文22篇,其中SCI期刊发表论文15篇,EI期刊发表论文4篇,中文核心期刊发表论文3篇。授权发明专利4项,获山东省科技进步二等奖1项。该项目还培养了博士研究生4名,硕士研究生10名。

项目成果

期刊论文数量(22)
专著数量(0)
科研奖励数量(1)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
融合社会力与人工蜂群的人群疏散仿真方法
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2016
  • 期刊:
    小型微型计算机系统
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    徐斌;刘弘
  • 通讯作者:
    刘弘
Dynamic bee colony algorithm based on multi-species co-evolution
基于多物种协同进化的动态蜂群算法
  • DOI:
    10.1007/s10489-013-0471-3
  • 发表时间:
    2014-04-01
  • 期刊:
    APPLIED INTELLIGENCE
  • 影响因子:
    5.3
  • 作者:
    Zhang, Peng;Liu, Hong;Ding, Yanhui
  • 通讯作者:
    Ding, Yanhui
A cooperative coevolutionary biogeography-based optimizer
基于协同进化生物地理学的优化器
  • DOI:
    10.1007/s10489-014-0627-9
  • 发表时间:
    2015-07
  • 期刊:
    Applied Intelligence
  • 影响因子:
    5.3
  • 作者:
    Zheng, Xiang-wei;Lu, Dian-jie;Wang, Xiao-guang;Liu, Hong
  • 通讯作者:
    Liu, Hong
基于谷脊线特征的三维网格模型简化方法
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2014
  • 期刊:
    计算机辅助设计与图形学学报
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    王爱霖;刘弘;张桂娟
  • 通讯作者:
    张桂娟
上下文感知的移动社交网络推荐算法研究
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2015
  • 期刊:
    模式识别与人工智能
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    张志军;刘弘
  • 通讯作者:
    刘弘

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其他文献

面向帕金森病的多模态异构协同感知方法
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2018
  • 期刊:
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  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    杨晓东;陈益强;于汉超;张迎伟;钟习;胡子昂;刘弘
  • 通讯作者:
    刘弘
动态微粒群算法及其在群体动画中的应用
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    --
  • 期刊:
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  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    逄金梅;郑向伟;刘弘
  • 通讯作者:
    刘弘
基于进化计算的卡通人物造型设计方法
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    --
  • 期刊:
    计算机工程
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
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  • 通讯作者:
    柏静
广州市城市热岛时间变化特征及与大气总悬浮颗粒物关系的研究(英文)
  • DOI:
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  • 发表时间:
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  • 期刊:
    Ecology and Environmental Sciences
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    周凯;彭少麟;叶有华;王智芳;刘弘
  • 通讯作者:
    刘弘
回溯算法的形式模型
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    --
  • 期刊:
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  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    王岩冰;郑明春;刘弘
  • 通讯作者:
    刘弘

其他文献

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突发事件下知识驱动的人群运动策略优化及行为计算研究
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    面上项目
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  • 批准年份:
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  • 资助金额:
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  • 项目类别:
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相似国自然基金

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  • 批准号:
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相似海外基金

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AI项目解读示例

课题项目:调控A型流感病毒诱导IFN-β表达的机制研究

AI项目摘要:

本研究聚焦于TRIM2蛋白在A型流感病毒诱导的IFN-β表达中的调控机制。A型流感病毒是全球性健康问题,其感染可导致严重的呼吸道疾病。IFN-β作为关键的抗病毒因子,其表达水平对抗病毒防御至关重要。然而,TRIM2如何调控IFN-β的表达尚未明确。本研究假设TRIM2通过与病毒RNA或宿主因子相互作用,影响IFN-β的产生。我们将采用分子生物学、细胞生物学和免疫学方法,探索TRIM2与A型流感病毒诱导IFN-β表达的关系。预期结果将揭示TRIM2在抗病毒免疫反应中的作用,为开发新的抗病毒策略提供理论基础。该研究对理解宿主抗病毒机制具有重要科学意义,并可能对临床治疗流感病毒感染提供新的视角。

AI项目思路:

科学问题:TRIM2如何调控A型流感病毒诱导的IFN-β表达?
前期研究:已有研究表明TRIM2参与抗病毒反应,但其具体机制尚不明确。
研究创新点:本研究将深入探讨TRIM2在IFN-β表达中的直接作用机制。
技术路线:包括病毒学、分子生物学、细胞培养和免疫检测技术。
关键技术:TRIM2与病毒RNA的相互作用分析,IFN-β启动子活性检测。
实验模型:使用A型流感病毒感染的细胞模型进行研究。

AI技术路线图

        graph TD
          A[研究起始] --> B[文献回顾与假设提出]
          B --> C[实验设计与方法学准备]
          C --> D[A型流感病毒感染模型建立]
          D --> E[TRIM2与病毒RNA相互作用分析]
          E --> F[TRIM2对IFN-β启动子活性的影响]
          F --> G[IFN-β表达水平测定]
          G --> H[TRIM2功能丧失与获得研究]
          H --> I[数据收集与分析]
          I --> J[结果解释与科学验证]
          J --> K[研究结论与未来方向]
          K --> L[研究结束]
      
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