Skip to main content
CenXiv.org
此网站处于试运行阶段,支持我们!
我们衷心感谢所有贡献者的支持。
贡献
赞助
cenxiv logo > q-bio > arXiv:2501.03687v1

帮助 | 高级搜索

定量生物学 > 细胞行为

arXiv:2501.03687v1 (q-bio)
[提交于 2025年1月7日 ]

标题: 使用强化学习的趋化运动

标题: Run-and-tumble chemotaxis using reinforcement learning

Authors:Ramesh Pramanik, Shradha Mishra, Sakuntala Chatterjee
摘要: 细菌细胞通过运行和翻滚运动在环境中沿着吸引物浓度梯度向上移动。通过延长向上运行时间和缩短向下运行时间,细胞向高吸引物区域迁移。受此启发,我们制定了一种强化学习(RL)算法,其中智能体在存在吸引物梯度的一维环境中移动。智能体可以执行两种动作:要么沿同一方向持续运动,要么改变方向。我们根据智能体轨迹的近期历史为这些动作分配成本。我们提出的问题是:在不同类型的吸引物环境中,哪种RL策略效果最好。我们通过智能体的能力来量化RL策略的效率,(a)在长时间后定位在有利区域,以及(b)了解其完整环境。根据吸引物分布和初始条件,我们发现需要在探索和利用之间找到最佳平衡,以确保最高效的性能。
摘要: Bacterial cells use run-and-tumble motion to climb up attractant concentration gradient in their environment. By extending the uphill runs and shortening the downhill runs the cells migrate towards the higher attractant zones. Motivated by this, we formulate a reinforcement learning (RL) algorithm where an agent moves in one dimension in the presence of an attractant gradient. The agent can perform two actions: either persistent motion in the same direction or reversal of direction. We assign costs for these actions based on the recent history of the agent's trajectory. We ask the question: which RL strategy works best in different types of attractant environment. We quantify efficiency of the RL strategy by the ability of the agent (a) to localize in the favorable zones after large times, and (b) to learn about its complete environment. Depending on the attractant profile and the initial condition, we find an optimum balance is needed between exploration and exploitation to ensure the most efficient performance.
主题: 细胞行为 (q-bio.CB) ; 机器学习 (cs.LG); 生物物理 (physics.bio-ph)
引用方式: arXiv:2501.03687 [q-bio.CB]
  (或者 arXiv:2501.03687v1 [q-bio.CB] 对于此版本)
  https://doi.org/10.48550/arXiv.2501.03687
通过 DataCite 发表的 arXiv DOI
期刊参考: Physical Review E 111, 014106 (2025)
相关 DOI: https://doi.org/10.1103/PhysRevE.111.014106
链接到相关资源的 DOI

提交历史

来自: Sakuntala Chatterjee [查看电子邮件]
[v1] 星期二, 2025 年 1 月 7 日 10:34:12 UTC (278 KB)
全文链接:

获取论文:

    查看标题为《》的 PDF
  • 查看中文 PDF
  • 查看 PDF
  • HTML(实验性)
  • TeX 源代码
  • 其他格式
许可图标 查看许可
当前浏览上下文:
q-bio.CB
< 上一篇   |   下一篇 >
新的 | 最近的 | 2025-01
切换浏览方式为:
cs
cs.LG
physics
physics.bio-ph
q-bio

参考文献与引用

  • NASA ADS
  • 谷歌学术搜索
  • 语义学者
a 导出 BibTeX 引用 加载中...

BibTeX 格式的引用

×
数据由提供:

收藏

BibSonomy logo Reddit logo

文献和引用工具

文献资源探索 (什么是资源探索?)
连接的论文 (什么是连接的论文?)
Litmaps (什么是 Litmaps?)
scite 智能引用 (什么是智能引用?)

与本文相关的代码,数据和媒体

alphaXiv (什么是 alphaXiv?)
CatalyzeX 代码查找器 (什么是 CatalyzeX?)
DagsHub (什么是 DagsHub?)
Gotit.pub (什么是 GotitPub?)
Hugging Face (什么是 Huggingface?)
带有代码的论文 (什么是带有代码的论文?)
ScienceCast (什么是 ScienceCast?)

演示

复制 (什么是复制?)
Hugging Face Spaces (什么是 Spaces?)
TXYZ.AI (什么是 TXYZ.AI?)

推荐器和搜索工具

影响之花 (什么是影响之花?)
核心推荐器 (什么是核心?)
IArxiv 推荐器 (什么是 IArxiv?)
  • 作者
  • 地点
  • 机构
  • 主题

arXivLabs:与社区合作伙伴的实验项目

arXivLabs 是一个框架,允许合作伙伴直接在我们的网站上开发和分享新的 arXiv 特性。

与 arXivLabs 合作的个人和组织都接受了我们的价值观,即开放、社区、卓越和用户数据隐私。arXiv 承诺这些价值观,并且只与遵守这些价值观的合作伙伴合作。

有一个为 arXiv 社区增加价值的项目想法吗? 了解更多关于 arXivLabs 的信息.

这篇论文的哪些作者是支持者? | 禁用 MathJax (什么是 MathJax?)
  • 关于
  • 帮助
  • contact arXivClick here to contact arXiv 联系
  • 订阅 arXiv 邮件列表点击这里订阅 订阅
  • 版权
  • 隐私政策
  • 网络无障碍帮助
  • arXiv 运营状态
    通过...获取状态通知 email 或者 slack

京ICP备2025123034号