生命科學(xué)與計算機科學(xué)的結(jié)合發(fā)展研究

生命科學(xué)與計算機科學(xué)的結(jié)合發(fā)展研究

摘要：在信息爆炸的21世紀(jì)中,計算機技術(shù)的應(yīng)用無處不在。隨著計算機技術(shù)的不斷發(fā)展,對生命科學(xué)與生物信息技術(shù)學(xué)科也有著很大的影響。"互聯(lián)網(wǎng)+";時代的興起,奠定了生物信息技術(shù)的發(fā)展。同樣,這也展現(xiàn)出了生物信息技術(shù)科學(xué)與計算機科學(xué)不可分割的魚水關(guān)系。本文從計算機科學(xué)與生命科學(xué)有機結(jié)合為視角,論述目前應(yīng)用技術(shù)及發(fā)展趨勢。

關(guān)鍵詞：計算機科學(xué);生命科學(xué);生物信息學(xué);量子技術(shù);人工智能;

一、概念論述

(一)生命科學(xué)的概念

生命科學(xué)技術(shù)又稱作生物學(xué),它是通過研究分子的遺傳學(xué)為核心的一門先進科學(xué)技術(shù)。生命科學(xué)技術(shù)又是自然科學(xué)六大(數(shù)學(xué)、化學(xué)、天體學(xué)、物理學(xué)、空間學(xué)、生物學(xué))基礎(chǔ)學(xué)科之一。生命科學(xué)主要是用來研究生命現(xiàn)象特征、生命活動的本質(zhì)以及生命的產(chǎn)生和發(fā)展規(guī)律的學(xué)科。

(二)計算機科學(xué)的概念

計算機科學(xué)主要是對計算機系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、軟件硬件、以及計算本身的性質(zhì)特征和使用計算機進行問題解析研究的一門技術(shù)學(xué)科。計算機科學(xué)主要包括以下兩個部分:實驗計算機科學(xué)、理論計算機科學(xué)。計算機科學(xué)是用來創(chuàng)造、描述或轉(zhuǎn)換信息算法處理的系統(tǒng)工具。

(三)生物信息學(xué)的概念

生物信息學(xué)是在計算機科學(xué)和生命科學(xué)發(fā)展到一定程度應(yīng)運而生的交叉學(xué)科的產(chǎn)物。生物信息學(xué)主要研究方向包括對生物信息的采集,對采集信息的處理、數(shù)據(jù)分析,以及對數(shù)據(jù)信息的存儲和信息數(shù)據(jù)的傳播過程。隨著計算機科學(xué)領(lǐng)域的迅猛發(fā)展以及生命科學(xué)領(lǐng)域的迅猛發(fā)展,生物信息學(xué)的發(fā)展趨勢也得到了突飛猛進改變。

二、生命科學(xué)與計算機科學(xué)結(jié)合的發(fā)展

生命科學(xué)與計算機科學(xué)結(jié)合的發(fā)展從以下幾個方面進行論述:

(一)量子技術(shù)

在生命科學(xué)中,基因工程和遺傳學(xué)是研究工作的主流方向。而基因工程和遺傳學(xué)中對生物的信息量處理要求十分嚴(yán)格,信息量也巨大,這就需要一定程度的計算工具來支撐。無疑這就把計算機科學(xué)與該領(lǐng)域的核心問題聯(lián)系在一起了。計算機科學(xué)技術(shù)的發(fā)展在很大程度上推動了量子能技術(shù)的發(fā)展。我們可以把量子能技術(shù)應(yīng)用到基因工程和遺傳學(xué)等生命科學(xué)領(lǐng)域中來。

量子能技術(shù)是以量子力學(xué)原理為支撐,通過與生命信息學(xué)、藥理學(xué)、量子生物學(xué)等學(xué)科交叉,在微觀狀態(tài)下利用的電子輻射、波動、能量等形式,對生命機體進行全面、系統(tǒng)、綜合、發(fā)展性地調(diào)節(jié)、預(yù)防、治療、康復(fù)的量子醫(yī)學(xué)技術(shù)。量子醫(yī)學(xué)是在現(xiàn)代科學(xué),尤其是生命科學(xué)和計算機科學(xué)的影響和滲透下萌發(fā)而生的新學(xué)科。量子能技術(shù)具有微粒子特性、高頻物理共振特性等特點。研究表明量子能量場可以利用微粒子攜帶的共振頻率與人體頻率形成和諧共振效應(yīng),從而可以自由穿透人體。我們可以利用該技術(shù)對人體機能進行調(diào)整,提升生物體機能,平衡人體紊亂的頻率,從而實現(xiàn)對人體保健養(yǎng)生的功效?，F(xiàn)今,人們的物質(zhì)生活水平有了大幅度的提升,人們追求的幸福概念也有所改變。注重保健養(yǎng)生是當(dāng)今社會的主流,因此,成熟的量子能技術(shù)的會帶動時代潮流的發(fā)展。

(二)人工智能

人工智能是人類智慧和技術(shù)的結(jié)晶。我們研究生命科學(xué)的意義在于在了解生物的構(gòu)成、所具有的行為特征等信息的基礎(chǔ)上,實現(xiàn)對獲得的信息或行為的再利用操作。人工智能的出現(xiàn)高度的集成了生命科學(xué)中的技術(shù)知識,在此基礎(chǔ)上利用計算機科學(xué)技術(shù)進行對生命科學(xué)中所包含的行為和信息的模擬和翻譯,從而實現(xiàn)對設(shè)備的控制操作。

從科研層面上出發(fā),人工智能的出現(xiàn)為今后的科學(xué)研究提供了更多的便利條件。從工業(yè)生產(chǎn)的角度出發(fā),人工智能的出現(xiàn)實現(xiàn)了代替部分的工人勞動,實現(xiàn)了一些人力無法實現(xiàn)的作業(yè)操作。工業(yè)生產(chǎn)的效率有了很大的提高。在控制方面,企業(yè)的生產(chǎn)管理更加智能化和人性化。從生活層面出發(fā),人工智能的出現(xiàn)在一定程度上提高了人們的生活質(zhì)量。隨著智能家居設(shè)備逐步的走進普通人們的家庭,在很大程度上豐富了人們的生活色彩。

(三)仿生制造

生命科學(xué)與計算機科學(xué)結(jié)合在仿生制造技術(shù)中的應(yīng)用。通過對生物的生理特性以及結(jié)構(gòu)特征等信息進行綜合研究,提取特定的數(shù)據(jù)信息進行應(yīng)用到生產(chǎn)體系中,進而實現(xiàn)機械設(shè)備的創(chuàng)新和特定的應(yīng)用功能。

生物進化論的原則是優(yōu)勝劣汰,而大自然中存在的生物是經(jīng)歷了時間的篩選最終留下來的。這就說明有一定的適應(yīng)環(huán)境的優(yōu)勢。仿生制造就是把這些信息應(yīng)用到制造業(yè)中,從而提升產(chǎn)品的性能。比如現(xiàn)有仿生鯊魚皮的泳衣,在水中具有摩擦小的特性。在自動化控制領(lǐng)域中,利用動物的關(guān)節(jié)鏈接原理生產(chǎn)出機械臂等設(shè)備。這些設(shè)備都具有較好的環(huán)境適應(yīng)性。因此我們要通過研究,把成熟的仿生制造技術(shù)合理的應(yīng)用到實際生活和生產(chǎn)中。

三、展望

我們可以利用量子能技術(shù)對人體機能進行調(diào)整,提升生物體機能,平衡人體紊亂的頻率,從而實現(xiàn)對人體保健養(yǎng)生的功效。在物質(zhì)文明和精神文明高速發(fā)展的今天,人們對健康概念的認(rèn)識有了大幅度的提升,人們追求的幸福概念也有所改變。注重保健養(yǎng)生是當(dāng)今社會的主流,因此,成熟的量子能技術(shù)的會帶動時代潮流的發(fā)展。一項新技術(shù)的發(fā)展往往會存在著利弊之爭,如何更好的發(fā)現(xiàn)、挖掘和使用該技術(shù)是當(dāng)代學(xué)者和研究人員們的工作方向。量子能技術(shù)還有很多用途有待研究人員去挖掘和發(fā)現(xiàn)。通過綜合利用生物信息學(xué)和其他學(xué)科的交叉,可以在一定程度上揭示自然界中一些生物所賦有的生物學(xué)奧秘。

參考文獻

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WoolfSH,AronL.U.S.HealthinInternational