基于分子信标DNA计算的微纳型PID控制器模型研究

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项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号：
    61073101
  • 项目类别：
    面上项目
  • 资助金额：
    35.0万
  • 负责人：
    黄友锐
  • 依托单位：
    安徽理工大学
  • 学科分类：
    F0213.生物信息计算与数字健康
  • 结题年份：
    2013
  • 批准年份：
    2010
  • 项目状态：
    已结题
  • 起止时间：
    2011-01-01 至2013-12-31

项目摘要

微纳米生物制造是近几年兴起的研究领域，微纳米生物制造中多数场合需要微纳型控制器。目前PID控制器是应用最广泛的控制器。分子信标具有结构简单、灵敏度高、易于检测及反应速度快等优点，是用于DNA计算的新的分子结构。项目采用分子信标DNA计算来构造微纳型PID控制器，主要研究：1、结合微纳型PID控制器的编码实际需求，建立适合微纳型PID控制器的分子信标DNA计算编码系统；2、对分子信标的结构特性进行研究，充分挖掘各种结构表示各种信息的能力和方法，建立相对应的关系模型；3、探索利用分子信标解决微纳型PID控制器的新的DNA计算模型；4、研究基于分子信标的布尔电路模拟，结合生物芯片技术，探索微纳型PID控制器的分子信标DNA计算的自动化操作。.借鉴生物芯片技术，探索基于分子信标DNA计算的微纳型PID控制器，运用于微纳米生物制造中去，对微纳生物制造具有重要意义，将带来良好的社会和经济效益。

结项摘要

本项目进展顺利，完成了预期的效果。主要进展和阶段性成果如下：.1. 成功的将免疫克隆选择算法用于DNA编码设计的研究中，并将基于免疫克隆选择算法（ICSA）的DNA编码算法与国外研究者Deaton等人的DNA编码算法进行了比较，用实验说明了ICSA可以很有效的降低非特异性杂交的概率，改善编码质量，最终提高DNA计算效率，ICSA产生的DNA序列有更好的综合性能。并且，将目前已经研究出的基于多目标粒子群优化算法（MOPSO）、遗传算法（GA）、多目标进化算法（NACST/Seq）的DNA编码设计策略与本研究的基于ICSA的DNA编码设计策略进行比较，近一步证实了基于ICSA的DNA编码算法的可靠性较其他几种算法要高；.2. 设计了利用分子信标DNA来完成二进制算术运算的模型，巧妙地将分子信标用于二进制数的编码，避免了由于约束条件多而使编码DNA 复杂的问题，可进一步推广到乘除等其他算术运算，给出了利用分子信标实现了二进制加法、减法运算的方法；.3.利用分子信标的特性构造了分子逻辑门，给出了用分子信标实现译码电路的模型，并在译码器的基础上进一步构造了ROM，为数据存储在分子水平的实现提出了新的思路；.4.采用DNA 并行计算模型对小波神经网络的网络权值进行整定，并将其应用到具有三层神经元结构的小波神经网络中。利用DNA 并行计算模型优化的小波神经网络在快速性和空间复杂度方面都较传统目标函数法具有较高的优越性。.5. 将DNA编码用于PID控制器的参数整定中，成功的完成了将DNA计算用于PID控制器的参数整定。构建的用DNA编码进行PID控制器参数整定的系统方框图，并进行了MATLAB仿真，将仿真结果与其他参数优化算法的结果进行比较，说明了DNA算法的高效性。

项目成果

期刊论文数量（18）
专著数量（0）
科研奖励数量（0）
会议论文数量（12）
专利数量（0）
Design of Fractional Order PID Controller Based on Artificial Immune Algorithm
基于人工免疫算法的分数阶PID控制器设计
  • DOI：
    10.4028/www.scientific.net/amr.268-270.1061
  • 发表时间：
    2011-07
  • 期刊：
    Advanced Materials Research
  • 影响因子：
    --
  • 作者：
    Yourui Huang, Haibo Hu
  • 通讯作者：
    Yourui Huang, Haibo Hu
Design of wavelet neural network based on DNA parallel computing
基于DNA并行计算的小波神经网络设计
  • DOI：
    --
  • 发表时间：
    2012
  • 期刊：
    Advances in Information Sciences and Service Sciences
  • 影响因子：
    --
  • 作者：
    Huang Yourui, Tian Xiaomin, Wang Jing
  • 通讯作者：
    Huang Yourui, Tian Xiaomin, Wang Jing
Research of ROM based on molecular beacon
基于分子信标的ROM研究
  • DOI：
    --
  • 发表时间：
    2013
  • 期刊：
    Advances in Intelligent Systems and Computing
  • 影响因子：
    --
  • 作者：
    Huang, Yourui, Wang, Jing, Tian, Xiao-min
  • 通讯作者：
    Huang, Yourui, Wang, Jing, Tian, Xiao-min
Temperature-dependent magnetization in (Mn, N)-codoped ZnO-based diluted magnetic semiconductors
(Mn, N) 共掺杂 ZnO 基稀磁半导体中随温度变化的磁化强度
  • DOI：
    10.1016/j.jmmm.2011.12.030
  • 发表时间：
    2012-04
  • 期刊：
    Journal of Magnetism and Magnetic Materials
  • 影响因子：
    2.7
  • 作者：
    Zheng, Youdou;Gu, Shulin;Tang, Kun;Ye, Ji;ong;Zhu, Shunming;Zhou, Mengran;Huang, Yourui;Xu, Mingxiang;Zhang, Rong
  • 通讯作者：
    Zhang, Rong
Improved Artificial Fish Algorithm for Parameters Optimization of PID Neural Network
PID神经网络参数优化的改进人工鱼算法
  • DOI：
    10.4304/jnw.8.8.1726-1733
  • 发表时间：
    2013-01
  • 期刊：
    Journal of Networks
  • 影响因子：
    --
  • 作者：
    Jing Wang, Yourui Huang
  • 通讯作者：
    Jing Wang, Yourui Huang

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  • 通讯作者：
    黄友锐

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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

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          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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