Biotecnologia

Bunyard - Climate Models Orinoquia 12(1):117-129, 2008

Volumen 12 - No 1 - Año 2008

Artículo Original/Original Article

Evolución de chip ADN emulado con algoritmo genético en FPGA para control de navegación de un robot móvil
DNA chip evolution emulated with genetic algorithm in FPGA for controlling mobile robot navigation
Borrero Guerrero, H.1; Delgado Rivera, A.2
1

Profesor,Facultad de Ciencias Básicas e Ingeniería, Universidad de los Llanos, Villavicencio. Grupo de Estudio en Control y Automatización de la Universidad de los Llanos (gecaull) h_borrelo@ieee.org 2 Profesor Titular, Facultad de Ingeniería, Universidad Nacional de Colombia, Bogotá. Grupo de investigación en Control Inteligente de Sistemas (CIS) Universidad Nacional de Colombia. adelgado@ieee.org Recibido:Marzo 8 de 2008. Aceptado: Mayo 8 de 2008.

RESUMEN
Los chips ADN constituyen una herramienta importante en biología y medicina porque ofrecen paralelismo así como memoria asociativa, características que optimizan la identificación del genoma y el diagnóstico de enfermedades, entre otros. La apropiación del concepto de chip ADN y el uso de los dispositivos electrónicos reconfigurables, genera elchip ADN emulado electrónicamente, capaz de procesar información en paralelo y acceder contenidos en memoria por asociación. La utilización de algoritmos genéticos extiende las capacidades propuestas en el chip ADN emulado, sumándole un nivel de aprendizaje. La funcionalidad de un chip ADN emulado entrenado por medio de un algoritmo genético, se demuestra revisando la capacidad de aprendizaje deun robot móvil de tracción diferencial para navegar en un espacio cambiante evitando colisiones. Palabras clave: chip ADN, emulación electrónica, algoritmo genético, sistema clasificador.

SUMMARY
DNA chips represent an important tool in biology and medicine as they offer parallelism as well as associative memory, such characteristics optimising genome identification and diagnosing diseases.Appropri-

117

Revista ORINOQUIA - Universidad de los Llanos - Villavicencio, Meta. Colombia

Volumen 12 - No 1 - Año 2008

ating DNA chip concept and using reconfigurable electronic devices produces an electronically-emulated DNA chip able to process information in parallel and access memory content by association. Using genetic algorithms extends emulated DNA chip’s proposed capacity,thereby adding on a level of learning. A genetic algorithm-trained emulated DNA chip’s functionality can be demonstrated by reviewing a differential traction mobile robot’s learning ability in terms of navigating in a changing space and avoiding collisions. Key words: DNA chip, electronic emulation, genetic algorithm, classifier system.

INTRODUCCIÓN
Un chip de ADN (del inglés DNA microarray)consiste de una superficie sólida de materiales como vidrio, plástico e incluso chips de silicio a la cual se unen una serie de fragmentos de ADN. Son utilizados para diagnosticar la expresión de genes, monitorizándose los niveles de miles de ellos de forma simultánea [Kohane 2003 & Fogel 2003]. La tecnología del chip de ADN es una técnica muy usada en biología molecular, permite observar de formacasi instantánea la expresión genética del genoma de un organismo. De tal forma que suelen ser utilizados para identificar genes que producen ciertas enfermedades mediante la comparación de los niveles de expresión entre células sanas y células que están desarrollando ciertos tipos de enfermedades [Kohane 2003 & Fogel 2003]. La apropiación del concepto “chip ADN”, el aprovechamiento de susprincipales características: paralelismo y memoria asociativa además de la integración con los sistemas electrónicos reconfigurables genera su emulación en hardware, constituyendo una alternativa eficiente en tareas que requieren interactuar con un elevado número de variables así como el menor tiempo de procesamiento posible. La utilización de un algoritmo genético (AG) extiende las capacidades propuestas...