在近五年以来，类比昆虫群落的方法成为求解问题的一个热点，该方法强调分布式、简单个体之间的直接/间接交互、灵活性和鲁棒性，已经成功应用于组合优化、通讯网络和机器人领域。越来越多的研究者对这一形成人工智能、群体智能的方法产生兴趣，其中群体智能是指一系列简单个体所涌现出来的集体智能。本书的每一章均围绕一个生物学示例展开。首先对上述示例进行描述，当存在模型时对其进行建模，并类比其机制来设计算法、多智能体系统和群体机器人。尽管由于生物学建模和工程同等重要，所以本书的写作方式显得与众不同，但希望读者能发现我们所做工作的有趣性和有用性。
李杰，北京理工大学教授，兵器科学与技术武器系统总体方向博士生导师，军委科技委首席专家。1997年毕业于北京理工大学机电工程系获工学博士学位，并进入北京理工大学机电工程系工作。长期从事智能微小型巡飞器设计、信息感知与处理、引信智能化技术等方面研究，正在承担军委科技委、火箭军/陆军/空军“十三五”在智能化微小型巡飞器领域多个预先研究项目。以第一获奖人获国防科学技术二等奖3项，三等奖3项，申请及授权国家或国防发明专利40余项。
第一章 简介
1.1 社会性昆虫
1.2 社会性昆虫群落的集体行为建模
1.2.1 建模与设计
1.2.2 社会性昆虫群落中的自组织
1.2.3 共识主动性（Stigmergy）
1.3 交互建模
1.4 从算法到机器人
1.5 阅读导引
第2章 蚂蚁觅食行为在通信网络中的应用：组合优化和路由
2.1 概述
2.2 蚁群觅食策略
2.2.1 自然界中的优化：二元桥实验
2.2.2 自然界中的优化：子巢间的“交通网络”
2.2.3 行军蚁的狩猎模式
2.3 蚁群优化算法：旅行商问题
2.3.1 蚂蚁系统
2.3.2 蚁群系统
2.3.3 基于蚂蚁系统或蚁群系统的其他方法
2.4 蚁群优化：二次分配问题
2.4.1 蚂蚁系统应用于二次分配问题
2.4.2 混合蚂蚁系统
2.4.3 ASQAP算法的扩展
2.5 蚁群算法在优化领域中的其他应用
2.5.1 ASJSP：一种用于作业车间调度问题的ACO算法
2.5.2 ANTCOL：用于图形着色问题的ACO算法
2.5.3 ASVRP：针对车辆路径问题的ACO算法
2.5.4 HASSOP：顺序排序问题的ACO算法
2.5.5 ASSCS：短公共序列问题中的ACO算法
2.6 关于ACO算法的几点思考
2.6.1 ACO算法和神经网络
2.6.2 ACO算法和进化算法
2.6.3 连续优化
2.7 电信网络中的应用
2.7.1 ABC：电话网络中的路由
2.7.2 ANTNET：数据通信网络中的路由
2.7.3 一种基于蚂蚁系统的蚂蚁路由算法
2.7.4 约束条件与讨论
2.7.5 在网络环境中查找信息
2.8 要点谨记
第3章 劳力分工和任务分配
3.1 概述
3.2 社会性昆虫中的劳力分工
3.3 响应阈值
3.3.1 引言
3.3.2 响应阈值：简介和实验证明
3.3.3 单任务模型
3.3.4 模型分析：确定性方程
3.3.5 多任务模型
3.3.6 “紧急”任务接续模型
3.4 专一化
3.5 多智能体系统中的差异化和自适应任务分配
3.5.1 多智能体系统或机器人群体中的差异化
3.5.2 自适应任务分配
3.5.3 与“竞标”算法的联系
3.6 要点谨记
第4章 墓地结构、育雏分选、数据分析和图分割
4.1 概述
4.2 墓地结构和育雏分选
4.3 一种墓地聚类和育雏分选的模型
4.3.1 聚类
4.3.2 分类
4.3.3 空间熵及其变体
4.4 探索性数据分析
4.5 图分割
4.6 机器人应用
4.6.1 介绍
4.6.2 示例
4.6.3 其他工作
4. 从聚类到分类
4.6.5 发展设想
4.7 要点谨记
第5章 自组织与模板：在数据分析和图形分区中的应用
5.1 概述
5.2 自组织和模板的相互作用
5.3 建造蚁后房的一种“反应扩散”模型
5.4 细胸蚁属albipennis蚂蚁巢壁建造
5.5 应用
5.5.1 数据分析
5.5.2 图像分割
5.6 要点谨记
第6章 筑巢和自组装
6.1 概述
6.2 社会性昆虫的筑巢行为
6.2.1 定量的共识主动性：共识主动性和自组织
6.2.2 定性/离散的共识主动性
6.3 自组装模型
6.3.1 模型
6.3.2 仿真
6.3.3 分析
6.3.4 探索建筑结构的空间
生物学之外的应用
.1 简介
.2 自组装机器人
.3 建筑设计
.4 不断发展的功能
6.5 要点谨记
第7章 昆虫和机器人的合作运输
7.1 概述
7.2 蚂蚁对猎物的协同运输
7.2.1 单独运输与合作运输
7.2.2 从独立到合作运输
7.2.3 招募行为
7.2.4 合作运输中的协调
7.2.5 合作运输中参与者的数量
7.2.6 死锁和恢复
7.3 集群机器人合作运输
7.3.1 简介
7.3.2 基本模型及其实现
7.3.3 停滞后恢复：模型和机器人实现
7.4 要点谨记
第8章 结语
参考文献
