Prírodou inšpirované algoritmy

Základné vlastnosti imunitného systému

Umelé imunitné systémy sú inšpirované svojím biologickým obrazom. Skupina týchto systémov, ktorá slúži na riešenie výpočtových problémov, sa nesnaží biologické systémy dokonale kopírovať, ale skôr čerpá z prírody inšpiráciu a snaží sa využívať len niektoré vlastnosti (de Castro a Timmis, 2002):

• Jedinečnosť - Imunitný systém každého organizmu je jedinečný, dokonca aj v rámci živočíšneho druhu. Jednoznačná identifikácia vlastných (zdravých) buniek je zabezpečená pomocou MHC molekúl. Táto vlastnosť umožňuje organizmu rozpoznať každú cudziu bunku a teda reagovať aj na podnety s ktorými sa nikdy doteraz nestretol.
• Distribuovanosť, decentralizovanosť - V IS neexistuje žiadny centrálny riadiaci prvok a systém je riadený interakciou medzi jednotlivými agentmi (molekuly, bunky). Bunky imunitného systému sú rovnomerne distribuované po celom organizme a tým je zabezpečená rýchla odozva.
• Paralelita - Vďaka absencii centrálneho riadiaceho prvku a distribuovanosti je systém schopný súčastne spracovávať množstvo signálov naraz.
• Schopnosť učenia, pamäť - Po aktivácii sa niektoré B a T lymfocyty menia na pamäťové bunky. Tieto bunky majú vyššiu životnosť a umožňujú pri ďalšom podobnom útoku rýchlejšiu reakciu IS.
• Robustnosť - Imunitná reakcia sa odohráva na niekoľkých úrovniach, pričom akcie na jednotlivých úrovniach sa čiastočne prekrývajú a dopĺňajú. Takto je aj pri zlyhaní niektorého mechanizmu zabezpečená obranyschopnosť organizmu.
• Odolnosť voči šumu - Pre rozpoznanie určitého antigénu nie je potrebná úplná zhoda medzi antigénom a receptorom imunitnej bunky. Tieto receptory majú určitú pružnosť, ktorá umožňuje imunitným bunkám vyrovnať sa s malými zmenami u antigénov.
• Detekcia anomálií - Vďaka schopnosti rozpoznávať vlastné a nevlastné bunky pomocou negatívnej selekcie, dokáže organizmus reagovať aj na patogény s ktorými sa doposiaľ nestretol a tiež aj na vlastné bunky, ktoré sa nechovajú korektne (napr. nádorové bunky).