生物計(jì)算是指利用生物系統(tǒng)固有的信息處理機(jī)制研究開發(fā)的一種新的計(jì)算模式。

生物計(jì)算產(chǎn)業(yè)市場發(fā)展規(guī)劃生物計(jì)算產(chǎn)業(yè)市場投資前景分析

生物計(jì)算研究包括兩個(gè)方面:設(shè)備和系統(tǒng)。利用有機(jī)(或生物)材料在分子尺度上構(gòu)成的有序體系，在分子水平上為物理和化學(xué)過程信息的檢測、處理、傳輸和存儲(chǔ)提供了基本單元。叫做分子裝置。生物計(jì)算系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和計(jì)算原理不同于傳統(tǒng)計(jì)算系統(tǒng)，其結(jié)構(gòu)一般是并行和分布式的。信息存儲(chǔ)往往是短時(shí)記憶和長時(shí)記憶的結(jié)合，通過學(xué)習(xí)來完成。它的計(jì)算是一個(gè)復(fù)雜的動(dòng)態(tài)過程，不僅具有精確的時(shí)間同步性，而且要求在分形時(shí)間尺度上進(jìn)行描述。

與蛋白質(zhì)計(jì)算不同，RNA計(jì)算和DNA計(jì)算是基于生化反應(yīng)的計(jì)算模型，更具體地說，是基于核酸分子之間的特異性雜交。由于RNA分子在實(shí)驗(yàn)操作上不像DNA分子那么容易，其分子結(jié)構(gòu)在信息處理上也不像DNA分子那么方便，所以對(duì)RNA計(jì)算的研究相對(duì)較少。蛋白質(zhì)計(jì)算和RNA計(jì)算進(jìn)展不大，但DNA計(jì)算發(fā)展很快。

DNA計(jì)算和DNA計(jì)算機(jī)DNA計(jì)算是以DNA分子和相關(guān)的生物酶為基本材料，以生化反應(yīng)為信息處理基本過程的一種計(jì)算模式。DNA計(jì)算模型由Adleman博士于1994年首次提出。它最大的優(yōu)點(diǎn)是充分利用了DNA分子存儲(chǔ)大量數(shù)據(jù)的能力和生化反應(yīng)的并行性。因此，基于DNA計(jì)算模型的DNA計(jì)算機(jī)必須具有大量的存儲(chǔ)容量和驚人的運(yùn)行速度。

常見的分布式計(jì)算項(xiàng)目通常利用全球數(shù)千萬臺(tái)志愿者計(jì)算機(jī)的閑置計(jì)算能力，通過互聯(lián)網(wǎng)傳輸數(shù)據(jù)。比如分析計(jì)算蛋白質(zhì)內(nèi)部結(jié)構(gòu)和相關(guān)藥物項(xiàng)目，項(xiàng)目結(jié)構(gòu)龐大，需要驚人的計(jì)算量，不是一臺(tái)計(jì)算機(jī)能完成的。即使有超級(jí)計(jì)算能力的超級(jí)計(jì)算機(jī)，一些科研機(jī)構(gòu)的經(jīng)費(fèi)也非常有限。

今年8月，阿里云正式發(fā)布天妃智能計(jì)算平臺(tái)，以計(jì)算力和大數(shù)據(jù)AI的一體化解決方案服務(wù)于生物醫(yī)藥等計(jì)算力需求高的行業(yè)。其用戶神石科技與阿里云合作，定向優(yōu)化其分子動(dòng)力學(xué)仿真模型，訓(xùn)練效率提升5倍；北京大學(xué)化學(xué)與分子工程學(xué)院靶向藥物研究的數(shù)據(jù)集構(gòu)建效率提升了100倍。

隨著生活數(shù)據(jù)的爆炸式增長，傳統(tǒng)的研究方法在現(xiàn)有計(jì)算能力下面臨著計(jì)算成本過高、效率過低的問題。因此，智能計(jì)算已成為突破藥物設(shè)計(jì)中重點(diǎn)和難點(diǎn)問題的有力武器，如分子蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)或功能的預(yù)測、藥物親和性分析、藥物性質(zhì)評(píng)價(jià)等。

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