邱实　程金光　张荣福

摘要： 单克隆菌落挑选仪是集光学成像、图像识别和自动控制等技术于一身，应用于生物工程领域的一种高端仪器。对12×8阵列挑选针和无序排列的菌落目标，只有对挑选路径和顺序进行优化，才能有效提高挑选通量。针对这一需求，利用蚁群算法的基本原理，对单克隆菌落挑选仪挑选路径进行了优化。仿真实验结果表明，该算法可以有效提高挑选效率。

关键词： 蚁群算法； 信息素策略； 能见度

中图分类号： TP 391.4文献标志码： Adoi： 10.3969/j.issn.10055630.2015.03.016

Abstract： The highthroughput monoclonal colony selection instrument is a highend equipment applied to biological cell engineering which contains the technologies of optical imaging， image recognition and automatic control. For the 12×8 probe array and the targets in random order， only the optimization of selected path and order can improve the throughput. Thus， this paper presents the principle of the basic ant colony algorithm and optimizes the selection path based on the algorithm. Then results of the experiment prove the method can greatly improve the selection efficiency.

Keywords： ant colony algorithm； pheromone update strategy； visiability

引言单克隆菌落挑选仪是集光学成像、图像识别和自动控制等技术于一身，应用于生物工程领域的一种高端仪器，在我国处于起步研制阶段。在经过诱变和培养的数以万计的菌株中，仅有百分之几是符合要求的高性能菌株。传统的挑选菌株方式是通过目视菌落形态颜色等特征，人工方式取出优质菌株，该方法不仅重复性差，而且效率极低。为了提高挑选效率和可靠性，美国、德国、瑞士等国相继开发出基于光学成像和图像识别技术的单克隆菌落挑选仪。其工作原理是对菌落图像进行分析，通过分析菌落形态、大小、圆度、长短径比和颜色等特征，进而标记出高性能菌落[12]，并利用机械手带动探针实现菌落的挑取和转移。单克隆菌落挑选仪的一个重要考核指标是单位时间内能完成的操作数量（即通量），通量与机械手行走的路径直接相关。因此为了实现高通量，需要找到最科学合理的挑选路径，这也是仪器研发面临的重要问题之一。……