郭雪清，宋莉莉

（广州军区武汉总医院 信息科，湖北 武汉 430070）

近年来，实验研究显示单细胞生物分子的随机交互与其行为变化存在关联，因此即使是基因完全相同的细胞也可能表现出不同行为[1]。这些研究表明，通过信号进行传递的细胞分子之间的随机事件对单个细胞的行为具有重要意义。而现有大部分计算模型一般仅刻画了生物系统某个方面的特性，如分子组成，分子间相互作用，以及细胞行为等，细胞的群体特性往往采用微分方程进行描述[2-3]。这些方法都不不足以反应细菌随机运动方式和行为随外界情况变化而产生的适应性改变，而基于Agent的建模仿真方法能够比较有效地解决这一问题。

文中对如何采用基于Agent的建模仿真方法来研究这一特性进行了初步探讨。基于Repast仿真平台，建立Agent仿真模型，对细胞内部的生物化学过程进行建模，同时将其运动过程（行为）在三维环境中进行显示。为了对该方法进行演示，文中以细菌趋化仿真模型为例进行详细说明。

1 Agent建模仿真平台Repast

Agent建模方法起源于复杂适应系统 （Complex Adaptive System，CAS）理论，其基本思想是：CAS的复杂性起源于主体的适应性，主体与环境以及与其它主体之间的相互作用，不断改变着它们的自身，同时也改变着环境，各个主体通过相互间交互，可以在整体层次上突现出新的结构、现象和更复杂的行为。基于Agent的建模与仿真方法已成为研究CAS最具活力和影响力的方法之一。

Repast是目前应用最广泛的、免费、开源的Agent建模与仿真工具包。……