計算機科學(xué)與生物課件

1、計算機科學(xué)與生物學(xué)2010.9.21石若夫Contents計算機將同人類共同進(jìn)化1計算機對生命科學(xué)的貢獻(xiàn)2生命科學(xué)對計算機的貢獻(xiàn)3Company Logo計算機將同人類共同進(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第一臺計算機的用途破譯德國的密碼。 Company Logo計算機將同人類共同進(jìn)化雖然實際上DNA的“程序”遠(yuǎn)沒有那么簡單，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)。在隨后的時間里，計算機領(lǐng)域的用

2、語總和生物學(xué)語言息息相關(guān)，或者互作比喻?！胺答仭?、“病毒”、“人工智能”、“記憶”，甚至“語言”等等諸如此類的大量的擬人化的詞匯成為了計算機領(lǐng)域的基本術(shù)語；Company Logo計算機將同人類共同進(jìn)化并且計算機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，計算機似乎變成了地球上新的“物種”，一種會同人類進(jìn)行“共生的進(jìn)化”（凱梅尼語BASIC語言的發(fā)明者）的“智慧物種”。 Company Logo 20世紀(jì)80年代后金融機構(gòu)行政部門商業(yè)機構(gòu)教育部門科研部門計算機的應(yīng)用Company Logo計算機將同人類共同進(jìn)化大量擬人化的用語使計算機成為了一種非常“聰明”的智慧生物。它們會精確地“思考

3、”，會“對用戶友善”，還可以人機“對話”，計算機還得到一個很不賴的昵稱“電腦”。在實際生活與工作中，“電腦”的邏輯運算能力已經(jīng)遠(yuǎn)非人腦可及，而且電腦不像人腦那樣經(jīng)常會將過往信息“遺忘”。電腦給人以任何時候都可充分相信和依賴的絕對“理性”的形象，而人腦則常常會表現(xiàn)出“非理性”的一面，從而便有一種不是百分之百可靠的感覺。Company Logo2003年卡斯帕羅夫?qū)Α靶∩睢保俅翁魬?zhàn)電腦。Company Logo計算機對生命科學(xué)的貢獻(xiàn) “人類基因組計劃”是20世紀(jì)生命科學(xué)研究的重大舉措，計算機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計算機對生命科學(xué)的貢獻(xiàn)在生命

4、科學(xué)領(lǐng)域，新成果的誕生常伴隨著技術(shù)上的突破。近幾十年計算機技術(shù)的參與催生了多項先進(jìn)、便捷的技術(shù)手段和技術(shù)設(shè)施。 Company LogoDiagram1聚合酶鏈反應(yīng)儀（PCR)2計算機斷層掃描儀（）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計算機對生命科學(xué)的貢獻(xiàn)這是心臟手術(shù)中使用的機械手，同樣是用計算進(jìn)行設(shè)計的制作的。Company Logo計算機對生命科學(xué)的貢獻(xiàn)眾多的科學(xué)工作者享受了計算機技術(shù)帶來的便捷與準(zhǔn)確，從任何一臺聯(lián)網(wǎng)的計算機上都可以及時瀏覽最新成果，這是計算機技術(shù)促進(jìn)生命科學(xué)發(fā)展的一種體現(xiàn)。 Company

5、 Logo聯(lián)合國標(biāo)準(zhǔn)化組織采納了美國機器人協(xié)會給機器人下的定義：“一種可編程和多功能的，用來搬運材料、零件、工具的操作機；或是為了執(zhí)行不同的任務(wù)而具有可改變和可編程動作的專門系統(tǒng)?！盋ompany Logo機器人能力的評價標(biāo)準(zhǔn)包括：智能，指感覺和感知，包括記憶、運算、比較、鑒別、判斷、決策、學(xué)習(xí)和邏輯推理等；機能，指變通性、通用性或空間占有性等；物理能，指力、速度、連續(xù)運行能力、可靠性、聯(lián)用性、壽命等。因此，可以說機器人是具有生物功能的實際空間運行工具。Company Logo春秋后期，我國著名的木匠魯班，在機械方面也是一位發(fā)明家，據(jù)墨經(jīng)記載，他曾制造過一只木鳥，能在空中飛行“三日不下”，體現(xiàn)

6、了我國勞動人民的聰明智慧。 Company Logo1800年前的漢代，大科學(xué)家張衡不僅發(fā)明了地動儀，而且發(fā)明了計里鼓車。計里鼓車每行一里，車上木人擊鼓一下，每行十里擊鐘一下。Company Logo1920年 捷克斯洛伐克作家卡雷爾恰佩克在他的科幻小說羅薩姆的機器人萬能公司中，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“機器人”這個詞。Company Logo變形金剛/show.asp?kh/1882 機器人劫難/show.asp?kh/3178 機械公敵/show.asp?kh/3181 星球大戰(zhàn)之帝國反擊戰(zhàn)/show.asp?dz

7、/4577 機器管家(變?nèi)虽撹F管家)/show.asp?kh/2894 機器人之戀/show.asp?jq/81 第六次世界大戰(zhàn)/show.asp?dz/513 世界大戰(zhàn)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/show.asp?kh/567 機器人瓦

8、力 鋼鐵俠 Company Logo鐵血戰(zhàn)士劇照Company Logo自主意識的機器人Company Logo北京奧運會曾經(jīng)使用過的機器人一、福娃機器人福娃機器人能夠感應(yīng)到一米范圍內(nèi)的游客，與人對話、攝影留念、唱歌舞蹈，還能回答與奧運會相關(guān) 二、翻譯機器人能夠?qū)崿F(xiàn)在任何時間、場所，對任何人和任何設(shè)備的多語言服務(wù)。三、安保機器人其杰出代表為排爆機器人。Company Logo上海世博會使用過的機器人海寶機器人迎賓服務(wù)；語音服務(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Company Logo機器人學(xué)國家重點實驗室（State Key Laboratory of Robotic

9、s)依托于中國科學(xué)院沈陽自動化研究所。其前身是中國科學(xué)院機器人學(xué)開放實驗室。該實驗室是我國機器人學(xué)領(lǐng)域最早建立的部門重點實驗室，我國機器人學(xué)領(lǐng)域著名科學(xué)家蔣新松院士1989-1997年曾任實驗室主任。近二十年來，實驗室在機器人學(xué)基礎(chǔ)理論與方法研究方面與國際先進(jìn)水平同步發(fā)展，并在機器人技術(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，充分顯示出實驗室具有解決國家重大科技問題的能力。目前，我國在沈陽渾南技術(shù)開發(fā)區(qū)的“新松機器人”公司即是我國的該科研領(lǐng)域的基地。該實驗室機器人學(xué)研究總體水平在國內(nèi)相關(guān)領(lǐng)域處于核心和帶頭地位，是國內(nèi)外具有重要影響的機器人學(xué)研究基地。 Company LogoCo

10、mpany Logo每年日本東京都會有機器人展覽Company Logo生命科學(xué)對計算機科學(xué)的貢獻(xiàn)計算機技術(shù)與生命科學(xué)的聯(lián)姻加速了生命科學(xué)的進(jìn)步，計算機與生命科學(xué)反之，生命科學(xué)的成果亦能招致計算機技術(shù)的革命。Company Logo生命科學(xué)對計算機的貢獻(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，生物計算機從人們模糊的構(gòu)想中款款步出。 Company Logo生命科學(xué)對計算機的貢獻(xiàn)20世紀(jì)80年代初，美國首先開始部署研制工作，隨后日本也開始了類似研究，英國亦不甘落后，1987年撥款3000萬英鎊，開發(fā)生物計算機的研制。 Company Logo開發(fā)生物計算機的兩個方向1一個是在不改變傳統(tǒng)數(shù)字式計算技術(shù)的基礎(chǔ)上，用含半醌類有機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，擴大了存儲量，提高了運算速度 2另一個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)為可行的主要有兩種：蛋白質(zhì)、核酸。Company Logo近年來，已經(jīng)有各種各樣的生物計算被研