در سال های اخیر، پیشرفت های قابل توجه در فناوری نانو، امکان تولید عامل هایی در مقیاس نانو را جهت ارسال به درون بدن انسان محقق ساخته که این امر منجر به جهشی بزرگ در پزشکی امروز در راستای تشخیص و درمان بیماری های پیچیده شده است. این زمینه ی تحقیقاتی میان رشته ای جدید، نانوپزشکی نام دارد. در فناوری نانو و به خصوص در نانوپزشکی، هر نانوعامل دارای قابلیت های بسیار محدودی است. فیدبک گرفتن از طریق حسگرها، تحریک کردن از طریق عملگرها و انجام محاسبات از طریق کنترلر (واحد محاسباتی)، همگی به صورت محلی، توزیع شده و غیرمتمرکز هستند. علاوه بر این، محیط داخلی بدن انسان بسیار پویا و سرشار از عدم قطعیت است. از این رو، وظایف خواسته شده در نانوپزشکی، مشابه و یا در بعضی موارد پیچیده تر از مسایل ماکروسکوپی مهندسی می باشند. اما خوشبختانه، در بسیاری از مسایل کاربردی فناوری نانو از جمله نانوپزشکی، حتی در حجم کوچکی از محیط، ازدحام های بزرگی از نانوعامل ها وجود دارد. سوال اصلی این است که چگونه می توان از این ازدحام نانوعامل های بسیار ساده جهت انجام محاسبات پیچیده در یک محیط با عدم قطعیت بالا به طور خودگردان بهره برد؟ این رساله به طور کلی برای نانو فناوری و به طور خاص برای نانوپزشکی، به این سوال پاسخ می دهد. در این تحقیق، ما یک معماری خاص را برای نانوعامل ها پیشنهاد می کنیم که آن را نانوذره خودگردان حامل دارو (adenp) می نامیم. به منظور افزایش امکان پذیری تولید adenp در مقیاس نانو با عنایت به محدودیت های نانوفناوری امروزی، پیچیدگی سخت افزاری adenp بسیار پایین در نظر گرفته شده است. به عنوان دو نوع adenp خاص، ما تئوری عامل های پایه ی فازی و عامل های پایه ی بازه ای را به عنوان یک چارچوب نظری قوی برای رایانش ازدحامی توسط عامل های بسیار ساده به خصوص برای نانوپزشکی پیشنهاد می کنیم. با توجه به سادگی ساختاری عامل های پایه ی پیشنهادی، این رویکرد برای تحقق رایانه های قابل برنامه ریزی توسط نانوعامل ها، بسیار امیدوار کننده است. در این رساله، به صورت ریاضی اثبات می کنیم که عامل های پایه ی پیشنهادی از خاصیت تقریب گری عمومی توابع و قابلیت برنامه ریزی بهره می برند که هر دو از نیازهای حیاتی برای رایانش در مقیاس نانو است. علاوه بر این، مقاوم بودن و طراحی بهینه رایانش ازدحامی توسط عامل های پایه پیشنهادی به صورت تحلیلی مورد بررسی قرار می گیرد. توانایی رهیافت ارائه شده از طریق شبیه سازی و پیاده سازی عملی ارزیابی می شود و تعدادی از روش های کنترل ماکروسکوپی رایج توسط سیستم کنترل ازدحامی پیشنهادی پیاده سازی می گردد. در بخش شبیه سازی، ما یک روش غیر تهاجمی جدید را توسط ازدحامی ازadenp های پیشنهادی برای پیشگیری بیماری آترواسکلروز (تصلب شرایین) معرفی می کنیم. همچنین، یک toolbox جدید تحت matlab با نام "adenp tool" مبتنی بر یکی از مدل های ریاضی معتبر برای شبیه سازی انتقال نانوذرات در دیواره رگ طراحی شده است. در این راستا، یک مدل فشرده فضای حالت جدید برای انتقال ldl-نانوذرات- دارو در دیواره ی رگ پیشنهاد شده است که می تواند به طور وسیع در نانوپزشکی مورد استفاده قرار گیرد. در بخش پیاده سازی عملی، ایده ی پیشنهادی توسط ازدحامی از میلی ذرات خودگردان، برای کنترل اتوماتیک یک ربات خودرو-مانند پیاده سازی شده و تعدادی از روش های کنترل ماکروسکوپی رایج به صورت عملی مورد آزمون قرار گرفته است.

بانک ها و موسسات مالی و اعتباری با اعطای تسهیلاتی از قبیل وام و اعتبار به مشتریان خود، با ریسک هایی از جمله عدم پرداخت سر موعد مشتری و کاهش نقدینگی مواجه هستند. پیش بینی این ریسک ها قبل از اعطای تسهیلات برای بانک ها از اهمیت ویژه ای برخوردار است. از این رو نیاز به ارائه روش هایی جهت طبقه بندی مشتریان به منظور پیش بینی ریسک اعتباری آنها لازم و ضروری به نظر می رسد. لذا بایستی تلاش شود تا روش های طبقه بندی ارائه شود که نسبت به تغییر داده ها از مقاومت بالاتری برخوردار باشند. در این پایان نامه سه روش جدید طبقه بندی با استفاده از ترکیب طبقه بندها، که دارای دقت بالاتر و قابلیت اطمینان بیشتر برروی مجموعه داده های مشتریان بانک می باشند، ارائه شده است.

در آینده نزدیک مسائل مهندسی تنها محدود به سیستم های مرسوم مانند پروسه های الکتریکی، مکانیکی و شیمیایی نخواهد بود، حال آنکه مهندسی در مورد سیستم های پیچیده مثل سیستم های زنده، سیستم های اجتماعی و سیستم های ذهنی نیز بکار گرفته خواهد شد. به طور کلی، مسائل می توانند به دو کلاس مسائل عددی و مسائل مبتنی بر ادراک تقسیم شوند. مسائل عددی وجود دارد. مهندسی امروز معمولا برروی مسائل عددی کار می کند، مسائلی که با ریاضیات مرسوم توصیف می شوند، ریاضیاتی که مبتنی بر محاسبه با اعداد دقیق و منطق دو ارزشی است. در مقابل، مسائل مبتنی بر ادراک معمولا در مهندسی امروز در نظر گرفته نمی شوند. در مسائل مبتنی بر ادراک، بخش قابل توجهی از (و حتی همه) اطلاعات مبتنی بر ادراک هستند نه عددی. اطلاعات مبتنی بر ادراک معمولا توسط زبان طبیعی توصیف می شوند حال آنکه مهندسی امروز اساسا مبتنی بر ریاضیات مرسوم بوده و فقط می تواند با اطلاعات عددی کار کند. بنابراین، نخستین فقدان مهندسی امروز این است که نمی تواند با اطلاعات مبتنی بر ادراک (زبانی) کار کند. در این پایان نامه، ما همچنین دو فقدان دیگر از مهندسی امروز را نیز بررسی می کنیم. به عنوان دومین نقطه ضعف، اغلب در مهندسی امروز نقش مثبت عدم قطعیت نادیده گرفته می شود. در حقیقت، ریاضیات مرسوم ممکن است ابزار کارامدی برای حل مسائل عددی پیچیده نباشد چراکه محاسبه با اعداد دقیق معمولا یک پیچیده اضافی را به مسئله اصلی افزاید. با بهره جستن از عدم قطعیت امکانی، از پیچیدگی مسائل عددی می توان کاست. علاوه بر این، در اکثر مسائل پیچیده، اطلاعات موجود ممکن است آن قدر کافی نباشد که بتوان به طور قطعی تصمیم گیری نمود. در چنین مواردی، شاید تنها پذیرفتن راه حل های احتمالی بجای راه حل های قطعی تنها راه برای حل این گونه مسائل باشد. چنین راه حل هایی به طور گسترده در تشخیص و درمان پزشکی دیده می شود. در چنین مسائل پیچیده ای، عدم قطعیت احتمالی می تواند به ما در حل مسئله کمک کند. به عنوان سومین نقطه ضعف، معمولا مقدار قابل توجهی دانش عددی و مبتنی بر ادراک درباره المان های اتمی و مرکب مسئله داده شده وجود دارد. این دانش می تواند به طور چشمگیری به حل مسئله کمک کند حال آنکه در مهندسی امروز اغلب این دانش نادیده گرفته می شود. در این پایان نامه قصد داریم رهیافت های متعددی را برای حل مسئله مبتنی بر ادراک پیشنهاد کنیم. رهیافت های پیشنهادی تا حد زیادی اما نه به طور کامل فقدان های ذکر شده مهندسی امروز را جبران می کند. ایده های این پایان نامه حول دو موضوع اساسی است: حل مبتنی بر ادراک مسائل عددی و حل مسائل مبتنی بر ادراک. اول، روش های متعددی را برای ارزیابی مبتنی بر ادراک توابع عددی پیشنهاد می کنیم که اساسا مبتنی بر محاسبه با کلمات (cw) پروفسور زاده است نه ریاضیات مرسوم. سپس با استفاده از روش های ارزیابی مذکور رهیافت های متعددی را برای جستجوی کلی، جستجوی انتخابی و کاهش فضای جستجوی مبتنی بر ادراک پیشنهاد می کنیم. با استفاده از این روش ها مسائل عددی بویژه مسائل پیچیده می توانند به صورت کارامدتری حل شوند. دوم، ما چندین روش را برای ارزیابی توابع مبتنی بر ادراک معرفی کرده و از این روش ها برای تعمیم مفاهیم جستجوی کلی، جستجوی انتخابی و کاهش فضای جستجوی مبتنی بر ادراک به مسائل مبتنی بر ادراک استفاده خواهیم کرد.