第5章　内稳态类组织膜系统

如何在膜计算研究领域，从实际的生物特征和生物实际出发建立新的计算模型，是一种非常重要的研究方法。生物实际研究者们先后提出了多种类组织膜系统的变体，例如，根据生物学上生化物质会从高浓度向低浓度的区域流动，有研究将该生物实际引入膜系统，从而建立了单向膜系统［1-3］；还有研究将通道状态引入类组织膜系统，建立了基于通道状态的膜系统［4］；当膜计算模型建立好之后，研究的重点集中在讨论新模型的计算能力和计算效率。其中对新模型的计算能力研究是极其重要的，很多膜系统作为产生语言［5-7］、产生数［8-10］以及计算函数［11-12］等的设备都是图灵通用的。

本章受到生物实际“内稳态”启发，基于模拟该生物实际建立新的计算模型。具体来说，首先建立了三个不同的内稳态类组织膜系统，并对这三个模型的计算性能进行研究，分别对SAT问题和三着色问题进行了求解。研究结果表明，这些模型在求解NP完全问题中具有较好的计算效率。另外，对这些模型的计算通用进行研究，研究结果表明，这些模型和图灵机具有等价的计算能力。特别地，本章还将时间无关引入建立的新模型，建立鲁棒性能较好的膜系统。