Observatorio de I+D+i UPM

Memorias de investigación
Tesis:
"Computational Framework for the Definition of a Bioinspired Model on the Cellular Signalling".
Año:2014
Áreas de investigación
  • Ciencias de la computación y tecnología informática
Datos
Descripción
Las Redes de Procesadores Evolutivos-NEP son un modelo computacional bio-inspirado a partir de la evolución de poblaciones de células, definiendo a nivel sintáctico algunas propiedades biológicas. En este modelo, las células están representadas por medio de palabras que describen secuencias de ADN. Informalmente, en algún instante de tiempo, el sistema evolutivo está representado por una colección de palabras cada una de las cuales representa una célula. El espacio genotipo de las especies, es un conjunto que recoge aquellas palabras que son aceptadas como sobrevivientes (es decir, como \correctas"). Desde el punto de vista de la evolución, las células pertenecen a especies y su comunidad evoluciona de acuerdo a procesos biológicos como la mutación y la división celular. ?Estos procesos representan el proceso natural de evolución y ponen de manifiesto una caracter?ística intrí?nseca de la naturaleza: el paralelismo. En este modelo, estos procesos son vistos como operaciones sobre palabras. Formalmente, el modelo de las NEP constituyen una arquitectura paralela y distribuida de procesamiento simbólico inspirada en la Máquina de conexión, en el Paradigma de Flujo Lógico y en las Redes de Procesadores Paralelos de Lenguajes (RPPL). Al modelo NEP se han ido agregando nuevas y novedosas extensiones hasta el punto que actualmente podemos hablar de una familia de Redes de Procesadores Bio-inspirados (NBP). Un considerable numero de trabajos a lo largo de los ?últimos años han demostrado la potencia computacional de la familia NBP. En general, ?estos modelos son computacionalmente completos, universales y eficientes. De acuerdo a lo anterior, se puede afirmar que el modelo NEP ha adquirido hasta el momento un nivel de madurez considerable. Sin embargo, aunque el modelo es de inspiración biológica, sus metas siguen estando motivadas en la Teoría de Lenguajes Formales y las Ciencias de la Computación. En este sentido, los aspectos biológicos han sido abordados desde una perspectiva cualitativa y el acercamiento a la realidad biológica es de forma meramente sintáctica. Para considerar estos aspectos y lograr dicho acercamiento es necesario que el modelo NEP tenga una perspectiva más amplia que incorpore la interacción de aspectos tanto cualitativos como cuantitativos. La contribución de esta Tesis puede considerarse como un paso hacia adelante en una nueva etapa de los NEPs, donde el carácter cuantitativo del modelo es de primordial interés y donde existen posibilidades de un cambio visible en el enfoque de interés del dominio de los problemas a considerar: de las ciencias de la computación hacia la simulación/modelado biológico y viceversa, entre otros. El marco computacional que proponemos en esta Tesis extiende el modelo de las Redes de Procesadores Evolutivos (NEP) y define una arquitectura inspirada en la construcción de bloques funcionales del proceso de señalización celular para la solución de problemas computacionales complejos y el modelado de fenómenos celulares desde una perspectiva discreta. En particular, se proponen dos extensiones: (1) los Transductores basados en Redes de Procesadores Evolutivos (NEPT), y (2) las Redes Parametrizadas de Procesadores Evolutivos Polarizados (PNPEP). La conservación de las propiedades y el poder computacional tanto de NEPT como de PNPEP se demuestra formalmente. Varias simulaciones de procesos relacionados con la señalización celular son abordadas sintáctica y computacionalmente, con el ?fin de mostrar la aplicabilidad e idoneidad de estas dos extensiones.
Internacional
Si
ISBN
Tipo de Tesis
Doctoral
Calificación
Sobresaliente cum laude
Fecha
14/07/2014
Esta actividad pertenece a memorias de investigación
Participantes
  • Autor: Sandra Maria Gomez Canaval (UPM)
Grupos de investigación, Departamentos, Centros e Institutos de I+D+i relacionados
  • Creador: Departamento: Sistemas Informáticos
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