论文从人工生命的观点出发研究了两个问题：模式形成，虚拟生物的视觉建模。 自然界的无穷模式历来是人们愉悦和好奇的源泉。可见的模式如雪花的六角对称图案，B-Z反应中的旋波，以及从微生物到人的所有层次的生命形态；不可见的则如感知、认知、想象。在不同的模式后面是否存在某些总的原则，以导向一种统一的观点呢?探索这样一种观点既是引人入胜的也是意义重大的。 论文研究了一种离散空间的耦合细胞系统：广义细胞自动机(GCA)的模式形成过程，对模式演化的动力学行为进行了分类，给出了一个混沌边缘定义，模拟实验显示了在混沌边缘区域类似简单生命系统的自组织模式的突现，同时研究了记忆对GCA动力学的影响。 虚拟生物是智能虚拟环境的一部分，也是检验人工生命理论的一种实验手段。从人工生命的观点来看，虚拟生物的感知、认知是进化计算中自发突现的结果，本质上也是一个模式形成过程。 论文研究了虚拟生物的视觉建模问题，用细胞神经网络CNN来进行视网膜图象特征提取，通过遗传算法进化CNN模板，实现特征提取的优化，从而提高了分类器的泛化能力和识别效果，为生成基于视觉的自适应行为提出了一个新的方法。论文最后研究了细胞神经网络在图像滤波中的应用，提出一种自适应图像滤波器结构。