赋予计算“生命”的有机化计算

如今对分子级计算的研究,有朝一日将让人们获得以前根本无法想像的技术成就.     

自然计算研究进展

自然计算是计算机科学与人工智能领域中重要的研究内容之一.经过几十年的发展,已经逐渐发展成为涉及多个学科的新兴交叉研究领域,其研究目的在于从自然界中寻求解决人类所面临的复杂问题的方法.早期自然计算主要集中在进化计算、人工神经网络、模糊系统3个主要方面,近20年研究人员提出群体智能、人工免疫系统、DNA计算等新方法.对群体...     

DNA分子计算模型

The field of practical DNA computing opened in 1994 with Adleman's paper,in which a laboratory experi-ment involving DNA molecules was used to solve a small instance of the Hamiltonian Path problem. The characteris-tic of this computation is its powerful ability in parallelism,its huge storage and high energy efficiency. This paper mainly introduces the principles of DNA computing and the sticker computing model.     

计算科学的新领域：DNA计算（Ⅰ）

DNA计算是应用分子生物技术进行计算的新方法。从理论上研究DNA计算方法，有利于推动理论计算科学的发展。本系列文章应用形式语言及自动机理论技术，系统地探讨了DNA分子的可计算性及其计算能力。本文主要介绍常用DNA分子操作方法，并根据DNA分子的结构及特点，给出了DNA分子的形式化描述。     

数制转换的DNA计算模型

本文主要研究十进制与二进制互换的DNA算法。利用DNA分子的数制转换库,根据进制转换的一种并行计算方法,通过编码不同结构的数制转换DNA分子来构造DNA计算的自装配模型。该模型可以解决不同进制数的自动转换问题。本文阐明了数制转换库的结构,并给出了转换库的空间复杂度。     

MnSOD活性中心的理论计算

采用分子力学优化和量子化学计算相结合方法对MsSOD活性中心进行了理论分析，结果表明其中心结构利于超氧自由基的进攻；而主要参与的分子轨道处于低能区，表明其电子结构是稳定的。     

基于DNA计算的分子下推自动机(英文)

DNA分子计算的工作原理是对生物系统进行编码,以生物化学反应为基础,利用生物技术实现生物系统的状态转移来推进计算过程．2001年以色列的Yaakov Benenson等人在基于DNA计算的发卡模型实现了具有状态转移功能的分子有限状态自动机,国内则有利用DNA计算的方法构造可编程分子下推存储器的相关研究．该存储器基于分子自动机的原理,能按一定逻辑进行自组装,是一种纳米尺度的生物存储机构．文中首先通过在分子有限自动机上扩展一个分子下推存储器从而获得了一种简单的分子下推自动机,并基于该下推自动机提出了一类语言的分子自动机解法．接着提出了两种改进的分子下推自动机的模型,通过增加模型复杂度,分别解决了基本型分子下推自动机存在输人字符串限制和输入分子形式不统一的问题．计算理论表明,该种下推自动机的计算能力超过了已有的有限自动机．     

代谢计算在分子稳定性分析中的应用

本文总结了人工代谢算法当前的主要应用领域,分析了信息技术在分子模拟分析中的发展趋势,给出了应用于分子稳定性分析时的代谢计算编码设计模式。并以几种常见分子为例,基于代谢计算分析了物质的稳定性。分析结果表明了该方法的可行性和有效性。     

DNA分子计算进展

DNA计算或泛称为生物分子计算，已作为一个新兴的研究领域扩展到其他领域(如纳米技术和材料设计)，正在发展成为一门科学和工程二级学科。在上个世纪80年代中期，随着Head引入第一个剪切系统理论模型，开始出现用DNA进行计算的构想。Adleman创造性地用DNA分子和生物分子实验技术解决了一个小型组合问题实验，使得这些想法逐渐成熟。后来报道的大量理论结果和新     

计算科学的新领域：DNA计算（Ⅲ）

DNA计算是应用分子生物技术进行计算的新方法.从理论上研究DNA计算方法，有利于推动理论计算科学的发展.本系列文章应用形式语言及自动机理论技术，系统地探讨了DNA分子的可计算性及其计算能力.本文主要介绍DNA剪接计算模型的文法结构和剪接计算方法，探讨了不同DNA剪接计算模型的计算能力，证明了所有图灵机可计算的函数理论上都可以通过DNA剪接计算模型来计算.     

粘贴DNA计算模型的几种分子逻辑门的实现

理论上来说,基于DNA的分子逻辑门是DNA计算机体系结构的产生基础和DNA计算机实现技术的硬件基础。在这篇论文中,我们在先前提出的基于粘贴DNA计算模型的分子逻辑与门的实现方法的基础上,进一步提出了基于粘贴DNA计算模型的分子逻辑或门和与非门的实现方法。与先前方法类似,逻辑门、输入信号和输出信号是DNA分子。可以实现OR,NOT和NAND类型的逻辑门操作。需要使用包括聚合酶链反应(PCR),琼脂糖凝胶电泳,探针的标记与检测等生物工程技术。这些技术集成于DNA芯片中可用于DNA计算机的研制。     

关于DNA计算的基本原理与探讨

该文综述了DNA计算的原理及其当前发展的动向,DNA计算虽然刚刚兴起不久,但它是一个新的交叉学科和研究领域,有不可估量的应用潜力,文中拽出DNA计算目前研究的主要方向及应用领域。     

深入浅出DNA分子计算

DNA分子计算技术是人类在计算机缩微化进程中涌现出的一项新技术.追溯到DNA分子计算技术产生的历史背景,介绍了此项技术实现的理论基础,同时与传统电子计算机作比,列举出目前DNA分子计算技术的优劣势所在,并通过解决一个传统货郎担问题的实例,讲述这种基于DNA分子计算技术的生物计算机的工作机制.     

深入浅出DNA分子计算

DNA分子计算技术是人类在计算机缩微化进程中涌现出的一项新技术。追溯到DNA分子计算技术产生的历史背景,介绍了此项技术实现的理论基础,同时与传统电子计算机作比,列举出目前DNA分子计算技术的优劣势所在,并通过解决一个传统货郎担问题的实例,讲述这种基于DNA分子计算技术的生物计算机的工作机制。     

一种广义分子计算模型及其在 NP问题中的应用

目前各种分子计算模型多基于生物技术,求解一个问题的分子计算机算法很难不作修改地应用于其他类似的问题,尚不似传统计算机般通用。为此,提出一种基于图灵机的广义分子计算模型,其由一台单带图灵机、一条单向只写带和一条工作带组成,通过只写带与工作带之间特殊的映射函数实现并行的同时读、写操作。实验说明了该模型能够在多项式时间求解NP完全的满足性问题（SAT）,比现有分子计算模型在计算准确性和通用性上存在明显优势。     

广义分子计算模型在0-1背包问题中的应用

生物分子计算在实现上有很多局限性。借鉴了广义图灵模型(Generalized Turing Model,GTM)[1]。该模型是由分子计算粘贴模型与图灵机相结合而得到的,并且已证明可以在多项式时间内准确获得0-1整数规划、集合覆盖等多个NP完全问题的全体可行解集。在此基础上将GTM应用于求解0-1背包问题,仿真展现了该模型的优点。     

基于粘贴DNA计算模型的分子逻辑与门的实现

理论上来说,基于DNA的分子逻辑门是DNA计算机体系结构的产生基础和DNA计算机实现技术的硬件基础。文章提出了一种新的基于粘贴DNA计算模型的分子逻辑与门的实现方法。在此方法中,逻辑门、输入信号和输出信号是DNA分子。可以实现DNA类型的逻辑门操作。需要使用包括聚合酶链反应(DNA)、琼脂糖凝胶电泳、探针的标记与检测等标准的生物工程技术。这些技术集成于DNA芯片中可用于DNA计算机的研制。     

田菁胶大分子的量子化学计算

为了研究田菁胶大分子的化学反应活性与结构的关系,用GAMESS中MOPA程序的PM3方法在全局优经中的确定田菁胶大分子糖单元的几何构型和稳定构象,计算了该大分子绕两个旋转轴θ,φ旋转的热能面和羟基氧的电荷分布等数据,结果表明大分子基团之间不能绕θ-φ,轴进行自由旋转,糖单元主链和侧链上的羟基均可进行取代反应,仅取代基几率分布存 差异,计算结果与实验值相吻合。     

β-环糊精包合物的量子化学计算

用量子化学从头计算法对6种β－环糊精包合物进行了计算，结果表明，包合物的稳定性来自于主客体分子间的非键相互作用，环糊精包合物主客体之间无电荷转移迹象，包合物的稳定性与客体的尺寸和氯键生成能力有关。     

最大重迭对称性分子轨道和分子几何参数计算

建立了AMl级别的最大重迭对称性分子轨道计算方案(MOSMO)。采用通常的半经验分子轨道方法AMl级别中完全相同的参数，计算了各种分子的几何参数等。所得计算结果与实验值及HF／6-31G*从头算方法计算结果相符，说明提出的计算方案是可行的。同时，由于提出的计算方案过程简单，更易推广使用到从头算方法难以解决的大分子体系和超分子体系的结构和性质研究。