計(jì)算機(jī)科學(xué)與生物

1、計(jì)算機(jī)科學(xué)與生物學(xué)2010.9.21石若夫Contents計(jì)算機(jī)將同人類共同進(jìn)化1計(jì)算機(jī)對(duì)生命科學(xué)的貢獻(xiàn)2生命科學(xué)對(duì)計(jì)算機(jī)的貢獻(xiàn)3Company Logo計(jì)算機(jī)將同人類共同進(jìn)化1952年，微生物學(xué)家沃森和克里克宣布他們已經(jīng)解決了現(xiàn)代生物學(xué)最重要的問(wèn)題，破譯出了隱藏在DNA分子結(jié)構(gòu)中的“遺傳密碼”?！懊艽a”這個(gè)詞匯用得相當(dāng)巧妙，令人馬上聯(lián)想到信息論中的“信息的編碼”，而且還令人想到英國(guó)第一臺(tái)計(jì)算機(jī)的用途破譯德國(guó)的密碼。 Company Logo計(jì)算機(jī)將同人類共同進(jìn)化不久DNA分子就被普遍認(rèn)為是某種微型控制論機(jī)器，它們儲(chǔ)藏并處理極微小單位的、經(jīng)過(guò)化學(xué)編碼的信息。據(jù)稱，這些經(jīng)過(guò)編碼的信息控制著生物體

2、復(fù)制的不連續(xù)的過(guò)程，當(dāng)載有全部編碼的兩條螺旋體被解開時(shí)，攜帶的信息將按儲(chǔ)存單位一段段地解讀，如同計(jì)算機(jī)的記憶存儲(chǔ)器解讀其中的字符串一樣。 Company Logo計(jì)算機(jī)將同人類共同進(jìn)化雖然實(shí)際上DNA的“程序”遠(yuǎn)沒有那么簡(jiǎn)單，但在“新生物學(xué)”突破的初期，控制論和生物學(xué)找到了共同的基礎(chǔ)。在隨后的時(shí)間里，計(jì)算機(jī)領(lǐng)域的用語(yǔ)總和生物學(xué)語(yǔ)言息息相關(guān)，或者互作比喻?！胺答仭?、“病毒”、“人工智能”、“記憶”，甚至“語(yǔ)言”等等諸如此類的大量的擬人化的詞匯成為了計(jì)算機(jī)領(lǐng)域的基本術(shù)語(yǔ)；Company Logo計(jì)算機(jī)將同人類共同進(jìn)化并且計(jì)算機(jī)因其處理速度不斷得到發(fā)展提高而被賦予了進(jìn)化論的解釋，計(jì)算機(jī)似乎變成了地球

3、上新的“物種”，一種會(huì)同人類進(jìn)行“共生的進(jìn)化”（凱梅尼語(yǔ)BASIC語(yǔ)言的發(fā)明者）的“智慧物種”。 Company Logo 20世紀(jì)80年代后金融機(jī)構(gòu)行政部門商業(yè)機(jī)構(gòu)教育部門科研部門計(jì)算機(jī)的應(yīng)用Company Logo計(jì)算機(jī)將同人類共同進(jìn)化大量擬人化的用語(yǔ)使計(jì)算機(jī)成為了一種非?！奥斆鳌钡闹腔凵铩Ｋ鼈儠?huì)精確地“思考”，會(huì)“對(duì)用戶友善”，還可以人機(jī)“對(duì)話”，計(jì)算機(jī)還得到一個(gè)很不賴的昵稱“電腦”。在實(shí)際生活與工作中，“電腦”的邏輯運(yùn)算能力已經(jīng)遠(yuǎn)非人腦可及，而且電腦不像人腦那樣經(jīng)常會(huì)將過(guò)往信息“遺忘”。電腦給人以任何時(shí)候都可充分相信和依賴的絕對(duì)“理性”的形象，而人腦則常常會(huì)表現(xiàn)出“非理性”的一面，從

4、而便有一種不是百分之百可靠的感覺。Company Logo計(jì)算機(jī)將同人類共同進(jìn)化1997年5月11日，當(dāng)一臺(tái)名叫“深藍(lán)”的電腦將棋盤上的一個(gè)兵走到C4位置時(shí)，人類最了不起的棋手卡斯帕羅夫不得不沮喪地承認(rèn)自己輸了。20世紀(jì)末的一場(chǎng)人機(jī)大戰(zhàn)終于以計(jì)算機(jī)的微弱優(yōu)勢(shì)取勝。似乎自計(jì)算機(jī)誕生的那一刻起，人類失敗的命運(yùn)已然注定。Company Logo2003年卡斯帕羅夫?qū)Α靶∩睢?，再次挑?zhàn)電腦。Company Logo計(jì)算機(jī)對(duì)生命科學(xué)的貢獻(xiàn) 生命科學(xué)是一門實(shí)驗(yàn)的科學(xué)，計(jì)算機(jī)自投入應(yīng)用即在實(shí)驗(yàn)科學(xué)中發(fā)揮著作用，承擔(dān)了大量實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)、處理以及分析，一些適合于不同類型生物學(xué)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理的軟件包紛紛問(wèn)世，并為

5、科研工作者所接受，這只是計(jì)算機(jī)在生命科學(xué)舞臺(tái)上的小角色，不足為奇。 Company Logo計(jì)算機(jī)對(duì)生命科學(xué)的貢獻(xiàn) “人類基因組計(jì)劃”是20世紀(jì)生命科學(xué)研究的重大舉措，計(jì)算機(jī)在某種程度上是以聯(lián)合主演的身份與現(xiàn)代基因技術(shù)同領(lǐng)風(fēng)騷。Company Logo計(jì)算機(jī)對(duì)生命科學(xué)的貢獻(xiàn)生物制藥是21世紀(jì)的支柱產(chǎn)業(yè)，科學(xué)家利用計(jì)算機(jī)模擬受體的三維結(jié)構(gòu)，以計(jì)算機(jī)模擬方法研究受體與配體的相互關(guān)系，提出更佳的配體設(shè)計(jì)方案，為新的高選擇性配體及新藥研究開辟了新途徑。Company Logo計(jì)算機(jī)對(duì)生命科學(xué)的貢獻(xiàn)在生命科學(xué)領(lǐng)域，新成果的誕生常伴隨著技術(shù)上的突破。近幾十年計(jì)算機(jī)技術(shù)的參與催生了多項(xiàng)先進(jìn)、便捷的技術(shù)手段和

6、技術(shù)設(shè)施。 Company LogoDiagram1聚合酶鏈反應(yīng)儀（PCR)2計(jì)算機(jī)斷層掃描儀（）3核磁共振儀Company LogoDiagram4流式細(xì)胞儀 5激光共聚焦顯微鏡 6顯微操作 Company Logo計(jì)算機(jī)對(duì)生命科學(xué)的貢獻(xiàn)這是心臟手術(shù)中使用的機(jī)械手，同樣是用計(jì)算進(jìn)行設(shè)計(jì)的制作的。Company Logo計(jì)算機(jī)對(duì)生命科學(xué)的貢獻(xiàn)眾多的科學(xué)工作者享受了計(jì)算機(jī)技術(shù)帶來(lái)的便捷與準(zhǔn)確，從任何一臺(tái)聯(lián)網(wǎng)的計(jì)算機(jī)上都可以及時(shí)瀏覽最新成果，這是計(jì)算機(jī)技術(shù)促進(jìn)生命科學(xué)發(fā)展的一種體現(xiàn)。 Company Logo機(jī)器人機(jī)器人（Robot）是自動(dòng)執(zhí)行工作的機(jī)器裝置。它既可以接受人類指揮，又可以運(yùn)行預(yù)先編

7、排的程序，也可以根據(jù)以人工智能技術(shù)制定的原則綱領(lǐng)行動(dòng)。它的任務(wù)是協(xié)助或取代人類工作的工作，例如生產(chǎn)業(yè)、建筑業(yè)，或是危險(xiǎn)的工作。機(jī)器人是高級(jí)整合控制論、機(jī)械電子、計(jì)算機(jī)、材料和仿生學(xué)的產(chǎn)物。Company Logo聯(lián)合國(guó)標(biāo)準(zhǔn)化組織采納了美國(guó)機(jī)器人協(xié)會(huì)給機(jī)器人下的定義：“一種可編程和多功能的，用來(lái)搬運(yùn)材料、零件、工具的操作機(jī)；或是為了執(zhí)行不同的任務(wù)而具有可改變和可編程動(dòng)作的專門系統(tǒng)?！盋ompany Logo機(jī)器人能力的評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)包括：智能，指感覺和感知，包括記憶、運(yùn)算、比較、鑒別、判斷、決策、學(xué)習(xí)和邏輯推理等；機(jī)能，指變通性、通用性或空間占有性等；物理能，指力、速度、連續(xù)運(yùn)行能力、可靠性、聯(lián)用性、

8、壽命等。因此，可以說(shuō)機(jī)器人是具有生物功能的實(shí)際空間運(yùn)行工具。Company Logo古代機(jī)器人 西周時(shí)期，我國(guó)的能工巧匠偃師就研制出了能歌善舞的伶人，這是我國(guó)最早記載的機(jī)器人。 Company Logo春秋后期，我國(guó)著名的木匠魯班，在機(jī)械方面也是一位發(fā)明家，據(jù)墨經(jīng)記載，他曾制造過(guò)一只木鳥，能在空中飛行“三日不下”，體現(xiàn)了我國(guó)勞動(dòng)人民的聰明智慧。 Company Logo1800年前的漢代，大科學(xué)家張衡不僅發(fā)明了地動(dòng)儀，而且發(fā)明了計(jì)里鼓車。計(jì)里鼓車每行一里，車上木人擊鼓一下，每行十里擊鐘一下。Company Logo后漢三國(guó)時(shí)期，蜀國(guó)丞相諸葛亮成功地創(chuàng)造出了“木牛流馬”，并用其運(yùn)送軍糧，支援前方

9、戰(zhàn)爭(zhēng)。Company Logo1920年 捷克斯洛伐克作家卡雷爾恰佩克在他的科幻小說(shuō)羅薩姆的機(jī)器人萬(wàn)能公司中，根據(jù)Robota(捷克文，原意為“勞役、苦工”)和Robotnik(波蘭文，原意為“工人”)，創(chuàng)造出“機(jī)器人”這個(gè)詞。Company Logo變形金剛/show.asp?kh/1882 機(jī)器人劫難/show.asp?kh/3178 機(jī)械公敵/show.asp?kh/3181 星球大戰(zhàn)之帝國(guó)反擊戰(zhàn)/show.asp?dz/4577 機(jī)器管家(變?nèi)虽撹F管家)/show.asp?kh/2894 機(jī)器人之戀/show.asp?jq/81 第六次世界大戰(zhàn)/show.asp?dz/513 世界大戰(zhàn)

10、2之新的進(jìn)攻/show.asp?kh/5677 終結(jié)者1/show.asp?kh/4928 終結(jié)者2/show.asp?kh/3589 終結(jié)者3/show.asp?kh/3804 終結(jié)者外傳/show.asp?om/5046 人工智能/show.asp?kh/3256 鐵甲威龍（1、2、3）/show.asp?kh/4355 鐵血戰(zhàn)士/show.asp?kh/3283 X戰(zhàn)警3征服未來(lái)/show.asp?kh/567 機(jī)器人瓦力 鋼鐵俠 Company Logo鐵血戰(zhàn)士劇照Company Logo自1946年第一臺(tái)數(shù)字電子計(jì)算機(jī)問(wèn)世以來(lái)，計(jì)算機(jī)取得了驚人的進(jìn)步，向高速度、大容量、低價(jià)格的方向發(fā)

11、展。 大批量生產(chǎn)的迫切需求推動(dòng)了自動(dòng)化技術(shù)的進(jìn)展，其結(jié)果之一便是1952年數(shù)控機(jī)床的誕生。與數(shù)控機(jī)床相關(guān)的控制、機(jī)械零件的研究又為機(jī)器人的開發(fā)奠定了基礎(chǔ)。 Company Logo自主意識(shí)的機(jī)器人Company Logo北京奧運(yùn)會(huì)曾經(jīng)使用過(guò)的機(jī)器人一、福娃機(jī)器人福娃機(jī)器人能夠感應(yīng)到一米范圍內(nèi)的游客，與人對(duì)話、攝影留念、唱歌舞蹈，還能回答與奧運(yùn)會(huì)相關(guān) 二、翻譯機(jī)器人能夠?qū)崿F(xiàn)在任何時(shí)間、場(chǎng)所，對(duì)任何人和任何設(shè)備的多語(yǔ)言服務(wù)。三、安保機(jī)器人其杰出代表為排爆機(jī)器人。Company Logo上海世博會(huì)使用過(guò)的機(jī)器人海寶機(jī)器人迎賓服務(wù)；語(yǔ)音服務(wù) ；信息服務(wù) ；照相服務(wù)；導(dǎo)航服務(wù)；協(xié)作引領(lǐng)參觀 ；才藝表演C

12、ompany Logo機(jī)器人學(xué)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室（State Key Laboratory of Robotics)依托于中國(guó)科學(xué)院沈陽(yáng)自動(dòng)化研究所。其前身是中國(guó)科學(xué)院機(jī)器人學(xué)開放實(shí)驗(yàn)室。該實(shí)驗(yàn)室是我國(guó)機(jī)器人學(xué)領(lǐng)域最早建立的部門重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，我國(guó)機(jī)器人學(xué)領(lǐng)域著名科學(xué)家蔣新松院士1989-1997年曾任實(shí)驗(yàn)室主任。近二十年來(lái)，實(shí)驗(yàn)室在機(jī)器人學(xué)基礎(chǔ)理論與方法研究方面與國(guó)際先進(jìn)水平同步發(fā)展，并在機(jī)器人技術(shù)前沿探索和示范應(yīng)用等方面取得一批有重要影響的科研成果，充分顯示出實(shí)驗(yàn)室具有解決國(guó)家重大科技問(wèn)題的能力。目前，我國(guó)在沈陽(yáng)渾南技術(shù)開發(fā)區(qū)的“新松機(jī)器人”公司即是我國(guó)的該科研領(lǐng)域的基地。該實(shí)驗(yàn)室機(jī)器人學(xué)研究總體

13、水平在國(guó)內(nèi)相關(guān)領(lǐng)域處于核心和帶頭地位，是國(guó)內(nèi)外具有重要影響的機(jī)器人學(xué)研究基地。 Company LogoCompany Logo每年日本東京都會(huì)有機(jī)器人展覽Company Logo生命科學(xué)對(duì)計(jì)算機(jī)科學(xué)的貢獻(xiàn)計(jì)算機(jī)技術(shù)與生命科學(xué)的聯(lián)姻加速了生命科學(xué)的進(jìn)步，計(jì)算機(jī)與生命科學(xué)反之，生命科學(xué)的成果亦能招致計(jì)算機(jī)技術(shù)的革命。Company Logo生命科學(xué)對(duì)計(jì)算機(jī)的貢獻(xiàn)隨著生物技術(shù)基因工程、蛋白質(zhì)工程和微電子技術(shù)、自動(dòng)化技術(shù)以及聚合物化學(xué)、人造膜工藝等學(xué)科的平行發(fā)展，生物計(jì)算機(jī)從人們模糊的構(gòu)想中款款步出。 Company Logo生命科學(xué)對(duì)計(jì)算機(jī)的貢獻(xiàn)20世紀(jì)80年代初，美國(guó)首先開始部署研制工作，隨后日本也開始了類似研究，英國(guó)亦不甘落后，1987年撥款3000萬(wàn)英鎊，開發(fā)生物計(jì)算機(jī)的研制。 Company Logo開發(fā)生物計(jì)算機(jī)的兩個(gè)方向1一個(gè)是在不改變傳統(tǒng)數(shù)字式計(jì)算技術(shù)的基礎(chǔ)上，用含半醌類有機(jī)化合物的分子取代現(xiàn)用的硅半導(dǎo)體元器件，在分子水平上進(jìn)行器件關(guān)開和邏輯操作，其優(yōu)越性在于不僅大大縮小了電子器件的體積，而且優(yōu)化了工作性能，擴(kuò)大了存儲(chǔ)量，提高了運(yùn)算速度 2另一個(gè)是模擬活生物體系統(tǒng)，尋找二進(jìn)制數(shù)字新的表達(dá)方式，表達(dá)載體是生物大分子，目前認(rèn)