計算機科學與生物學2010.9.21石若夫第一頁，共四十三頁。Contents計算機將同人類共同進化1計算機對生命科學的貢獻2生命科學對計算機的貢獻3CompanyLogo第二頁，共四十三頁。計算機將同人類共同進化1952年，微生物學家沃森和克里克宣布他們已經解決了現代生物學最重要的問題，破譯出了隱藏在DNA分子結構中的“遺傳密碼”?！懊艽a”這個詞匯用得相當巧妙，令人馬上聯想到信息論中的“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。

CompanyLogo第三頁，共四十三頁。計算機將同人類共同進化不久DNA分子就被普遍認為是某種微型控制論機器，它們儲藏并處理極微小單位的、經過化學編碼的信息。據稱，這些經過編碼的信息控制著生物體復制的不連續(xù)的過程，當載有全部編碼的兩條螺旋體被解開時，攜帶的信息將按儲存單位一段段地解讀，如同計算機的記憶存儲器解讀其中的字符串一樣。

CompanyLogo第四頁，共四十三頁。計算機將同人類共同進化雖然實際上DNA的“程序”遠沒有那么簡單，但在“新生物學”突破的初期，控制論和生物學找到了共同的基礎。在隨后的時間里，計算機領域的用語總和生物學語言息息相關，或者互作比喻?！胺答仭薄ⅰ安《尽?、“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域的基本術語；CompanyLogo第五頁，共四十三頁。計算機將同人類共同進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”，一種會同人類進行“共生的進化”（凱梅尼語——BASIC語言的發(fā)明者）的“智慧物種”。CompanyLogo第六頁，共四十三頁。

20世紀80年代后金融機構行政部門商業(yè)機構教育部門科研部門計算機的應用CompanyLogo第七頁，共四十三頁。計算機將同人類共同進化大量擬人化的用語使計算機成為了一種非?！奥斆鳌钡闹腔凵?。它們會精確地“思考”，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遠非人腦可及，而且電腦不像人腦那樣經常會將過往信息“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出“非理性”的一面，從而便有一種不是百分之百可靠的感覺。CompanyLogo第八頁，共四十三頁。計算機將同人類共同進化1997年5月11日，當一臺名叫“深藍”的電腦將棋盤上的一個兵走到C4位置時，人類最了不起的棋手卡斯帕羅夫不得不沮喪地承認自己輸了。20世紀末的一場人機大戰(zhàn)終于以計算機的微弱優(yōu)勢取勝。似乎自計算機誕生的那一刻起，人類失敗的命運已然注定。

CompanyLogo第九頁，共四十三頁。2003年卡斯帕羅夫對“小深”，再次挑戰(zhàn)電腦。CompanyLogo第十頁，共四十三頁。計算機對生命科學的貢獻生命科學是一門實驗的科學，計算機自投入應用即在實驗科學中發(fā)揮著作用，承擔了大量實驗數據的存儲、處理以及分析，一些適合于不同類型生物學實驗數據處理的軟件包紛紛問世，并為科研工作者所接受，這只是計算機在生命科學舞臺上的小角色，不足為奇。

CompanyLogo第十一頁，共四十三頁。計算機對生命科學的貢獻“人類基因組計劃”是20世紀生命科學研究的重大舉措，計算機在某種程度上是以聯合主演的身份與現代基因技術同領風騷。

CompanyLogo第十二頁，共四十三頁。計算機對生命科學的貢獻生物制藥是21世紀的支柱產業(yè)，科學家利用計算機模擬受體的三維結構，以計算機模擬方法研究受體與配體的相互關系，提出更佳的配體設計方案，為新的高選擇性配體及新藥研究開辟了新途徑。

CompanyLogo第十三頁，共四十三頁。計算機對生命科學的貢獻在生命科學領域，新成果的誕生常伴隨著技術上的突破。近幾十年計算機技術的參與催生了多項先進、便捷的技術手段和技術設施。

CompanyLogo第十四頁，共四十三頁。Diagram1聚合酶鏈反應儀（PCR)2計算機斷層掃描儀（ＣＴ）3核磁共振儀CompanyLogo第十五頁，共四十三頁。Diagram4流式細胞儀5激光共聚焦顯微鏡6顯微操作CompanyLogo第十六頁，共四十三頁。計算機對生命科學的貢獻這是心臟手術中使用的機械手，同樣是用計算進行設計的制作的。

CompanyLogo第十七頁，共四十三頁。計算機對生命科學的貢獻眾多的科學工作者享受了計算機技術帶來的便捷與準確，從任何一臺聯網的計算機上都可以及時瀏覽最新成果，這是計算機技術促進生命科學發(fā)展的一種體現。

CompanyLogo第十八頁，共四十三頁。機器人機器人（Robot）是自動執(zhí)行工作的機器裝置。它既可以接受人類指揮，又可以運行預先編排的程序，也可以根據以人工智能技術制定的原則綱領行動。它的任務是協助或取代人類工作的工作，例如生產業(yè)、建筑業(yè)，或是危險的工作。機器人是高級整合控制論、機械電子、計算機、材料和仿生學的產物。CompanyLogo第十九頁，共四十三頁。聯合國標準化組織采納了美國機器人協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)行不同的任務而具有可改變和可編程動作的專門系統?！盋ompanyLogo第二十頁，共四十三頁。機器人能力的評價標準包括：智能，指感覺和感知，包括記憶、運算、比較、鑒別、判斷、決策、學習和邏輯推理等；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。CompanyLogo第二十一頁，共四十三頁。古代機器人西周時期，我國的能工巧匠偃師就研制出了能歌善舞的伶人，這是我國最早記載的機器人。CompanyLogo第二十二頁，共四十三頁。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《墨經》記載，他曾制造過一只木鳥，能在空中飛行“三日不下”，體現了我國勞動人民的聰明智慧。

CompanyLogo第二十三頁，共四十三頁。1800年前的漢代，大科學家張衡不僅發(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。CompanyLogo第二十四頁，共四十三頁。后漢三國時期，蜀國丞相諸葛亮成功地創(chuàng)造出了“木牛流馬”，并用其運送軍糧，支援前方戰(zhàn)爭。CompanyLogo第二十五頁，共四十三頁。1920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。CompanyLogo第二十六頁，共四十三頁。CompanyLogo第二十七頁，共四十三頁。鐵血戰(zhàn)士劇照CompanyLogo第二十八頁，共四十三頁。自1946年第一臺數字電子計算機問世以來，計算機取得了驚人的進步，向高速度、大容量、低價格的方向發(fā)展。大批量生產的迫切需求推動了自動化技術的進展，其結果之一便是1952年數控機床的誕生。與數控機床相關的控制、機械零件的研究又為機器人的開發(fā)奠定了基礎。

CompanyLogo第二十九頁，共四十三頁。自主意識的機器人CompanyLogo第三十頁，共四十三頁。北京奧運會曾經使用過的機器人一、福娃機器人福娃機器人能夠感應到一米范圍內的游客，與人對話、攝影留念、唱歌舞蹈，還能回答與奧運會相關二、翻譯機器人能夠實現在任何時間、場所，對任何人和任何設備的多語言服務。三、安保機器人其杰出代表為排爆機器人。CompanyLogo第三十一頁，共四十三頁。上海世博會使用過的機器人海寶機器人迎賓服務；語音服務；信息服務；照相服務；導航服務；協作引領參觀；才藝表演CompanyLogo第三十二頁，共四十三頁。機器人學國家重點實驗室（StateKeyLaboratoryofRobotics)依托于中國科學院沈陽自動化研究所。其前身是中國科學院機器人學開放實驗室。該實驗室是我國機器人學領域最早建立的部門重點實驗室，我國機器人學領域著名科學家蔣新松院士1989-1997年曾任實驗室主任。近二十年來，實驗室在機器人學基礎理論與方法研究方面與國際先進水平同步發(fā)展，并在機器人技術前沿探索和示范應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開發(fā)區(qū)的“新松機器人”公司即是我國的該科研領域的基地。該實驗室機器人學研究總體水平在國內相關領域處于核心和帶頭地位，是國內外具有重要影響的機器人學研究基地。CompanyLogo第三十三頁，共四十三頁。CompanyLogo第三十四頁，共四十三頁。每年日本東京都會有機器人展覽CompanyLogo第三十五頁，共四十三頁。生命科學對計算機科學的貢獻計算機技術與生命科學的聯姻加速了生命科學的進步，

計算機與生命科學反之，生命科學的成果亦能招致計算機技術的革命。

CompanyLogo第三十六頁，共四十三頁。生命科學對計算機的貢獻隨著生物技術基因工程、蛋白質工程和微電子技術、自動化技術以及聚合物化學、人造膜工藝等學科的平行發(fā)展，生物計算機從人們模糊的構想中款款步出。

CompanyLogo第三十七頁，共四十三頁。生命科學對計算機的貢獻20世紀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。CompanyLogo第三十八頁，共四十三頁。開發(fā)生物計算機的兩個方向1一個是在不改變傳統數字式計算技術的基礎上，用含半醌類有機化合物的分子取代現用的硅半導體元器件，在分子水平上進行器件關開和邏輯操作，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，尋找二進制數字新的表達方式，表達載體是生物大分子，目前認為可行的主要有兩種：蛋白質、核酸。

CompanyLogo第三十九頁，共四十三頁。近年來，已經有各種各樣的生物計算被研制出來，由于還需要對某些性能進行改進，所以沒有進行市場推廣。但是已經表現出體積小和運算速度更快的優(yōu)勢。CompanyLogo第四十頁，共四十三頁。

綜上所述，計算機技術與生命科學的聯姻必將隨著科學的進步而碩果累累，而這一切不言而喻，都是人類智慧的結晶。CompanyLogo第四十一頁，共四十三頁。Clicktoeditcompanyslogan.ThankYou!第四十二頁，共四十三頁。內容總結計算機科學與生物學。不久DNA分子就被普遍認為是某種微型控制論機器，它們儲藏并處理極微小單位的、經過化學編碼的信息。大量擬人化的用語使計算機成為了