布尔网络

摘要： 研究了带有时滞的布尔控制网络的输出跟踪问题.首先,利用矩阵半张量积,将时滞布尔控制网络的逻辑形式转化为代数形式.其次,通过对代数状态空间进行研究,根据参考输出信号求得系统的最大控制不变子集,并且基于最大控制不变子集得到了时滞布尔控制网络输出跟踪问题可解的充分必要条件.随后,设计了一个有效的算法来求解控制器.最后,通过举例验证了理论结果的正确性.

摘要： 造血干细胞通过分化获得不同的成熟血细胞类型以满足不同的生理需求.通过整合两个已有的基因调控网络并进行修正,构建了综合调控网络以及对应的逻辑模型,可以更全面地反映不同基因在造血干细胞分化过程中的作用.该网络的稳态结果包含了两个小网络中涉及的大部分细胞类型,与实际的ChIP-seq数据结果一致.对综合调控网络进行瞬态扰动与持续扰动,分析了6种主要细胞类型之间正常分化所需要的最简扰动策略.获得的整合调控网络与逻辑模型可以为理解造血干细胞的分化特异性选择提供一些定性的参考依据,同时分析得到的扰动策略可以为实际的细胞培养实验提供一些方案上的建议.

摘要： 自治布尔网络作为可调控的非线性系统,易于产生混沌信号.利用二输入异或门的非线性特性实现一种可产生高熵值混沌的18节点自治布尔网络电路.通过引入滤波系数,建立该电路的改进数学模型.通过数值仿真和电路对比实验研究滤波系数和时延参数对网络动态特性的影响.数值仿真结果与电路实验现象基本一致.当节点之间传输延迟不相等时,滤波系数对混沌的产生具有调控作用,表明引入滤波系数后的数学模型可以更客观描述电路中的物理现象.借助分岔图、李雅普诺夫指数及排序熵进一步分析自治布尔网络电路的非线性特性和随机性,表明该电路输出的混沌序列具有高带宽和高熵值的特点.将该电路用于产生高速物理随机序列,并通过了美国国家标准与技术研究院NIST SP 800-22随机性检测标准.

摘要： 群体智能作为人工智能2.0时代最突出的研究方向之一,受到了工业界和学术界研究者们的广泛关注.传统的人工智能模型倾向于使用全连通网络结构,认为全连通网络结构的人工智能模型具有更高的准确率.然而,在面对存在强干扰的复杂对抗环境时,智能决策体系需要面对由通信干扰甚至针对性攻击所造成的系统结构扰动.在不失准确性的前提下,为了能够更快、更稳定地进行实时响应,需要智能系统的结构具有实时自治响应调整机制.此类自治响应调整机制在自然界中的调控网络中很常见.文中通过引入DReSS表征族来定量分析随机网络与真实网络中结构扰动对于系统演化的影响,对比了不同网络结构对于结构扰动的抗干扰能力,并提出了一套群智体系网络结构的自治调节构想.

摘要： 布尔网络是一种重要的基因调控数学模型,从布尔网络的状态变换推断其结构以发现基因之间的调控关系是布尔网络研究中长期关注的重要问题.已有的归纳逻辑程序算法不能从布尔网络的不确定(解释)状态变换学习推断其网络结构.为此,文中提出了非确定解释转换学习(Learning From Non-deterministic interpretation Transitions,LFNDIT)算法从布尔网络异步更新语义下的解释变换学习其网络结构.首先将异步更新语义下的不确定解释变换集转换成确定解释变换集,然后利用Inoue等提出的从1步解释转换学习(Learning From 1-step state transition,LF1T)算法计算其对应的正规逻辑程序(布尔网络).该算法的完备性得到了证明,初步的实验结果表明,该方法能有效地从不确定状态变换计算布尔网络的结构,从而为发现布尔网络的结构提供了新的思路.

摘要： 合成生物学是一门涉及生物学、生物工程学、系统生物学、数学、物理、化学与信息科学的新生的交叉学科.它的目的是在工程化思想的指导下有目的地、可预测地设计人造生命系统.经过近二十年的蓬勃发展,合成生物学取得了重大成就,但依旧面临复杂系统理性设计的困难.在系统生物学中,运用数学物理等知识根据网络功能来研究功能背后网络结构的方法被称为逆向工程.系统生物学逆向工程的研究思路与合成生物学设计过程的一致性,启发了我们利用逆向工程指导合成生物学的理性设计.逆向工程应用到合成生物学,将大大降低复杂功能回路的设计难度.本文从合成生物学的设计思路与问题出发,根据本文作者研究团队近十年来在逆向工程研究中的经验,归纳总结了目前逆向工程设计在合成生物学中的应用方法,包括网络穷举方法、子网络拼接方法、从离散模型到连续模型的方法,论证了逆向工程指导合成生物学理性设计的可行性与有效性,分析了目前逆向工程设计在合成生物学中的发展瓶颈.

摘要： 合成生物学是一门涉及生物学、生物工程学、系统生物学、数学、物理、化学与信息科学的新生的交叉学科。它的目的是在工程化思想的指导下有目的地、可预测地设计人造生命系统。经过近二十年的蓬勃发展,合成生物学取得了重大成就,但依旧面临复杂系统理性设计的困难。在系统生物学中,运用数学物理等知识根据网络功能来研究功能背后网络结构的方法被称为逆向工程。系统生物学逆向工程的研究思路与合成生物学设计过程的一致性,启发了我们利用逆向工程指导合成生物学的理性设计。逆向工程应用到合成生物学,将大大降低复杂功能回路的设计难度。本文从合成生物学的设计思路与问题出发,根据本文作者研究团队近十年来在逆向工程研究中的经验,归纳总结了目前逆向工程设计在合成生物学中的应用方法,包括网络穷举方法、子网络拼接方法、从离散模型到连续模型的方法,论证了逆向工程指导合成生物学理性设计的可行性与有效性,分析了目前逆向工程设计在合成生物学中的发展瓶颈。

摘要： 提出了具有逻辑控制的驱动-响应耦合布尔网络的反同步模型.利用矩阵半张量积理论研究了耦合布尔网络通过逻辑反馈控制的反同步问题,给出了此类耦合布尔网络实现反同步的充分必要条件;最后,通过数值仿真实例进一步验证了所得结果的正确性.

摘要： 生物体是十分复杂的系统，基因网络模型为深入理解生命本质提供了新的研究框架和平台。布尔网络是研究基因网络的一个有力工具。本文阐述利用布尔网络对基因调控网络建模的原理。本文还介绍了基于布尔网络的基因网络的研究现状和最新进展。最后指出了该方法的局限和下一步的研究方向。

摘要： 随机布尔网络是对复杂的动态网络系统进行建模、分析和控制的重要工具,而小世界特性是实际网络系统中普遍存在的拓扑连接形式.本文将两者结合起来,提出了具有小世界拓扑的布尔网络模型,并利用序的比较方法对其动态特性进行研究,发现小世界拓扑的引入使动态布尔网络有序性发生了深刻的变化.

摘要： 文章从细胞信号网络、布尔网络模型、矩阵的半张量积三方面进行了背景介绍，阐述了互联布尔网络的同步分析，包括互联布尔网络模型、部分同步定义、基于代数形式的同步判据以及基于关联矩阵的同步判据。

摘要： 本发明属于图像处理技术领域，特别涉及一种基于三维布尔卷积神经网络的彩色图像加密方法及系统，针对待加密的彩色明文图像，分离彩色明文图像红蓝绿三基色来获取三基色明文图像的分量矩阵；构建三维布尔卷积神经网络，其中，该三维布尔卷积神经网络中包含：用于生成三基色明文图像散列值密钥的SHA‑1算法组合，和用于生成卷积核并结合散列值密钥生成卷积矩阵的线性发生器组合；通过分量矩阵和卷积矩阵来组成输入映射，利用卷积核分别与输入映射进行三维布尔卷积运算来获取对应三基色明文图像的二维加密矩阵，并通过将二维加密矩阵进行行列变换来获取密文图像。本发明将卷积运算和异或运算相结合来进行图像加密，提升加密效果，便于实际场景应用。

摘要： 用于确定用于响应于契约到网络环境的部署而在网络环境中部署规则的部署模型的系统、方法和计算机可读介质。在一些实施例中，一种方法可以包括将契约部署到网络环境中。可以选择一个或多个候选部署配置变量，并且可以基于该一个或多个候选部署配置变量来确定策略配置，该策略配置用于在网络环境中部署规则以作为使用契约来实现策略的一部分。可以基于一个或多个契约在网络环境中的部署来识别与网络环境中的策略配置状态相对应的规则配置状态。随后，可以基于策略配置和与该策略配置相对应的规则配置状态来形成用于在网络环境中实现一个或多个策略的部署模型。

摘要： 本发明公开了一种威布尔分布的混合小波网络流量模型的建立方法，包括以下步骤：建立小波模型；建立独立小波模型；建立威布尔分布的混合小波网络流量模型；确定W_OWM参数。本发明兼顾长相关特性和多重分形特性，在独立小波模型的基础上，尺度系数由IWM产生，为了确保流量非负，采用MWM指定随机系数因子。在确定随机系数因子时，本发明选取符合实际流量分布特性的威布尔分布函数，能够对网络流量行为特性进行准确的描述。W_OWM在重构精确流量的同时在特性分析上表现较好。W_OWM在描述重尾特性、多分形特性和长相关特性得到了较大提升，W_OWM重构流量与实际流量的分布相似程度较高。

摘要： 本发明一种基于二输入二输出逻辑门非对称自治布尔网络的随机数发生器，属于基于逻辑门非对称自治布尔网络的随机数发生器技术领域；所要解决的技术问题为：提出一种基于二输入二输出逻辑门非对称自治布尔网络的随机数发生器硬件结构，是对基于二输入二输出逻辑门自治布尔网络的随机数发生器的改进；解决该技术问题采用的技术方案为：包括熵源电路和熵采样电路；熵源电路由1个二输入二输出同或门XNOR0和11个二输入二输出异或门XOR1‑XOR11组成自治布尔网络，同或门XNOR0与异或门XOR1‑XOR11形成网络中的节点，相邻节点和非相邻节点之间两两相互耦合连接，形成非对称的网络拓扑结构；本发明应用于随机数发生器。

摘要： 本发明涉及一种基于布尔网络的水下机器人姿态调节控制装置及方法，所述的装置包括：温度传感器，用于分别采集海水和推进电机的实时温度；压力传感器，用于监测工作点的水深和压力；电子罗盘，用于监测潜器的艏向和姿态；声呐，用于探测障碍物和测量相对距离；布尔网络控制模块，输入节点分别对应于温度传感器、压力传感器、电子罗盘和声呐，用于接收其采集的数据，输出节点对应于电机驱动器，其输出状态经编码后用于驱动推进电机；推进电机，用于实现水下机器人的姿态调节控制。与现有技术相比，本发明提出的控制装置实现了水下机器人的自主姿态调节控制，提出的控制方法基于布尔网络模型，具有逻辑确定、网络构建灵活、控制鲁棒性强的优点。

摘要： 本发明提出了一种基于自治布尔网络结构的真随机数发生器，用于解决现有真随机数发生器存在的熵源稳定性差的技术问题，包括振荡电路和采样电路，振荡电路采用N+1个逻辑门构成的自治布尔网络结构，逻辑门的一个输入端口与右邻居逻辑门的输出端口相连，另一个输入端口与左间隔k个逻辑门的输出端口相连，最后一个输入端口通过时延自反馈电路与自身的输出端口相连；采样电路包括N+1个D触发器和1个异或门，触发器的输入端口与振荡电路逻辑门的输出端口相连，异或门输入端口与触发器输出端口相连，异或门输出端口作为真随机数发生器的输出端口。本发明熵源稳定性不受节点数量的影响，随机数输出频率可达300MHZ，用于保密通信领域。

摘要： 本发明涉及一种布尔网络机器人的控制方法及装置，该方法包括：构建机器人的布尔网络模型；根据布尔网络模型中的动力学描述，采用叠加法或者展开法对布尔网络模型中的每个节点求取对应的辅助矩阵；根据求取出的辅助矩阵，计算节点结构矩阵；利用网络结构矩阵和节点结构矩阵之间的对应关系，得到网络结构矩阵；根据网络结构矩阵对布尔网络机器人进行控制。本发明通过将网络结构矩阵的计算问题转化为对一种具有特殊结构的辅助矩阵的求解上，然后采用叠加或展开方法把辅助矩阵的计算转化为简单的矩阵操作，降低了计算复杂度，大大加快了计算速度，满足了机器人控制中的实时性要求。

摘要： 本发明涉及系统生物学技术领域，公开了基于概率布尔网络模拟并镇定基因调控网络的方法，包括以下步骤：构建在状态翻转控制下的概率布尔网络代数模型；在考虑每个状态都经过一步翻转控制与自然演化的情况下，提出基因调控网络能实现弱镇定到目标状态的充要判据；结合可达集概念的镇定性判据，基于矩阵半张量积方法，得到在模型已知情况下寻找最小翻转节点集；利用计算机强化学习中的Q学习算法，寻找模型未知情况下实现系统弱镇定的最优控制序列，得到在模型未知情况下寻找最小翻转节点集，这种方法，在减少控制消耗的基础上，将生物系统甚至是无法建模的、未知转移概率的生物系统，弱镇定到一个理想的目标状态。

摘要： 本文描述了用于生成唯一指纹的系统、装置和方法。例如，示例集成电路(IC)芯片包括物理不可克隆函数(PUF)和辅助电路。所述PUF是混合布尔网络。另外，所述辅助电路被配置为接收瞬态响应启用信号。

摘要： 一种多层布尔网络的模型辨识方法及系统，属于模型辨识技术领域，用以解决现有单层或多层布尔网络并不能详细地描述生物模型之间的逻辑关系和对多层布尔网络模型的辨识问题。本发明的技术要点包括：首先获取观测数据；然后对观测数据进行预处理；然后建立多层布尔网络模型；其中，多层布尔网络包括多个单层布尔网络和各层之间的全局状态层；最后辨识获得一个或多个多层布尔网络的模型结构；进一步，根据矛盾列的数据，给出系统选择的概率，从而根据概率确定最终的多层布尔网络的模型结构。本发明可以准确地辨识模型结构，从而可以详细地描述生物模型中的逻辑关系。本发明可以广泛地应用于基因调控网络的研究中。