【中国科学家首次用DNA构造卷积#人工神经# 网络,可完成32类分子模式识别任务,或用于生物标志物信号分析和诊断】

用 DNA 卷积神经网络电路识别甲骨文?一支中国科研团队做到了。

近日,#华东师范大学# 化学与分子工程学院教授裴昊课题组,构建出可完成 8 类分子模式识别任务的 DNA 卷积神经网络电路,可对 8 种甲骨文字火、土、木、水、天、气、人、生进行正确分类识别。

基于此,其进一步扩展分子系统的规模与复杂性,并整合逻辑电路架构,最终可完成 32 类分子模式识别任务的 DNA 层次化神经网络。

审稿人认为,该工作是 DNA 计算领域的一个重要里程碑,并表示此次的 DNA 神经网络是迄今规模最大、功能最复杂的人工生化电路。

裴昊说:“我们所构建的分子反应网络包含 512 个分子物种,涉及数千种化学反应,可产生数百种分子产物。我们还首次在试管中用 DNA 构造出了卷积人工神经网络,设计和创建出一个像小型神经元网络一般的生化电路,并用溶液中相互作用的 DNA 分子,来展示类似于脑的功能,以及通过精准的化学反应计算识别‘分子笔迹’,这类似于大脑需要通过执行复杂的计算来识别视觉笔迹,借此证明了以 DNA 分子为工程材料去构筑人工分子信息处理系统的巨大潜力。”

概括来说,他们基于 DNA 分子调控电路,研制出一种试管分子人工智能神经网络,论证了通过多种电路架构集成、以提升电路计算性能的可行性。

当把疾病标志物 miRNA 或蛋白等作为 DNA 计算机的输入内容,即可和 DNA 计算机进行直接交互,从而让 DNA 计算实现对于各种生物标志物信号的直接感知、分析与诊断。

近日,相关论文以《基于 DNA 调控电路的分子卷积神经网络》(Molecular convolutional neural networks with DNA regulatory circuits)为题,发表在 Nature Machine Intelligence 上,熊谢微博士和朱通教授为论文的共同第一作者,朱通教授课题组负责卷积计算模型设计及优化,裴昊教授为通讯联系人。

这一成果的故事要从 1994 年说起。图灵奖获得者伦纳德·阿德曼(Leonard M. Adleman)利用 DNA 分子为计算载体用于计算哈密顿路径问题,开创了 DNA 计算机领域。DNA 计算机是一种生物形式的计算机,由一系列生物分子以溶液形态组合而成,通过生化反应来进行高度并行性计算,进而实现分子信息快速处理,也有人称之为“液态电脑”。相较于传统硅基计算机仅能处理符号信息,DNA 计算机能使科学测量(感知信息)与化学反应同步,对生命活动中的分子特征信息进行直接检测与感知。

计算机科学与分子生物学的交叉融合,是未来科技发展的重要研究目标之一。人类作为最为高度智能化的生命体,具备不可思议的信息处理能力,其来源于大脑中上百万神经元之间的复杂链接。这让人脑在应对外界环境任务时,可快速建立神经元节点间的连接,以实现信号的快速传导与信号处理。

就像此刻正在阅读文章的你,脑神经元正在进行拓扑变构重连,以进行信息处理。这种精密、而快速的连接所构成的神经网络,堪称世界上最强大的生物计算机。

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【指路不吞必回】

帮助别人是一种高尚的美,而一个大集体就是用这种美构成的。一个集体如果拥有这样的美,那它一定是一个强大的集体。

见人行善,多方赞成。见人过举,多方提醒,此长者待人之道也。闻人誉言,加意奋勉,闻人谤语,加意警惕,此君子修己之功也。――清王永彬《围炉夜话》

过去善,丢一件是一件;此刻善,行一件是一件;未来善,想一件是一件。
为恶畏人知,恶中尚有转念;为善欲人知,善处即是恶根。――清金兰生《格言联璧》
诚之者,择善而固执之者也。――《中庸》

什么是真正的幸福,今天我终于找到了答案,其实很简单:帮助别人就是一种幸福。

点亮神色,点亮空想,善待生命,善待年华。

好事须相让,恶事莫相推。王梵志《全唐诗补逸》

每天要想着不计报酬地为别人做点事情。
当你学会了,尝试去教人;当你获得了,尝试去给予。

术正而心顺之,则形相虽恶而心术善,无害为君子也;形相虽善而心术恶,无害为小人也。――《荀子》

善不积不敷以成名,恶不积不敷以灭身。——周易

积善之家,必有余庆;积不善之家,必有余殃。――《易经》

为善最乐,原理最大。

弘扬爱国主义精神,必须坚持立足民族又面向世界。中国的命运与世界的命运紧密相关。我们要把弘扬爱国主义精神与扩大对外开放结合进来,尊重各国的历史特点、文化传统,尊重各国人民选择的发展道路,善于从不同文明中寻求智慧、汲取营养,增强中华文明生机活力。

君子以见善则迁,有过则改。――《易经》
求名莫如自修,善誉不能掩恶也。――宋欧阳修

勿起不善之念,勿阅不善之书,勿听不善之乐,勿吐不善之语,勿为不善之事,勿近不善之人,勿学不善之法,勿入不善之境。

术正而心顺之,则形相虽恶而心术善,无害为君子也;形相虽善而心术恶,无害为小人也。――《荀子》

好事须相让,恶事莫相推。王梵志《全唐诗补逸》

观人行善之后而议得失,只增是非。
尧为善而众善至,桀为非而众非来。――《吕氏春秋》
一毫之恶,劝人莫作;一毫之善,与人方便。――清《增广贤文》

处草野之日,小善若是持久而行,即是大善;居庙堂之日,小善若是尽心而为,即是大善。

善人者,人亦善之。――《管仲》
见善如不及,见不善如探汤。――《论语》
善,吉也。――汉许慎《说文解字》
孟子道性善,言必称尧舜。――《孟子》

观人行善之后而议得失,只增是非。
尧为善而众善至,桀为非而众非来。――《吕氏春秋》
一毫之恶,劝人莫作;一毫之善,与人方便。――清《增广贤文》

捡起脚下别人扔的纸片,扔到垃圾箱里去。

与人为善,乐于助人乃举手之劳,无需付出任何代价。

善人者,人亦善之。――《管仲》
见善如不及,见不善如探汤。――《论语》
善,吉也。――汉许慎《说文解字》
孟子道性善,言必称尧舜。――《孟子》

居家之善,无非勤俭持家,孝养父母,严教子女。
但知行善事,莫管他人非。

君子贵人贱己,先人而后己。《礼记访记》

悯济人穷,虽分文升合,亦是福田;乐与人善,即只字片语,皆为良药。――清金兰生《格言联璧》
善,厚德也,过善者怀伪;谦,美德也,过谦者怀诈;默,懿德也,过默者藏奸。

点亮神色,点亮空想,善待生命,善待年华。

我们要想心系祖国就一定要确立一个远大的志向,树立和培育正确的理想信念,对自己的未来充满希望,要立志为自己的未来而努力奋斗,把祖国建设成为物质文明,政治文明,精神文明的国家。

弘扬爱国主义精神,必须坚持立足民族又面向世界。中国的命运与世界的命运紧密相关。我们要把弘扬爱国主义精神与扩大对外开放结合进来,尊重各国的历史特点、文化传统,尊重各国人民选择的发展道路,善于从不同文明中寻求智慧、汲取营养,增强中华文明生机活力。

有心为善,虽善不赏。无心为恶,虽恶不罚。――清蒲松龄《聊斋志异》

作善天降之百祥,作恶天降之百殃。

日日培元气,其人必寿;年年培善心,其德必厚。
为善者寿。

你要记住,永远要愉快地多给别人,少从别人那里拿取。()高尔基

行善如春园之草,不见其长,日有所增;行恶如磨刀之石,不见其消,日有所损。――清金兰生《格言联璧》

谦者众善之基,傲者众恶之魁。――明王守仁

在人生的旅程中,每个人的生活都离不开别人的帮助,因为自然界的任何事物都是一个普遍联系的整体,没有谁能够脱离周围的事物而孤立地存在,但在接受别人帮助的同时,我们也要学会去帮助别人。

世界上能为别人减轻负担的都不是庸庸碌碌之徒。狄更斯

好事须相让,恶事莫相推。王梵志《全唐诗补逸》

与人为善,乐于助人乃举手之劳,无需付出任何代价。

善恶四种尺度∶对己对他都有利的是善;对己倒霉但对他人有利的是大善;对己对他都倒霉的是恶;对己有利对他人倒霉的是大恶。

恶莫大于纵己之欲,善莫大于律己之心。
以善服人者,未有能服人者也。以善养人,然後能服天下,天下不心服而王者,未之有也。――《孟子》

居家之善,无非勤俭持家,孝养父母,严教子女。

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【指路不吞必回】

社会主义核心价值体系是“兴国之魂”,建设社会主义核心价值体系是推动文化大发展大繁荣的根本任务。提炼和概括出简明扼要、便于传播践行的社会主义核心价值观,对于建设社会主义核心价值体系具有重要意义。

与人为善,乐于助人乃举手之劳,无需付出任何代价。

辅车相依,唇亡齿寒。《左传鲁僖公五年》

过去善,丢一件是一件;此刻善,行一件是一件;未来善,想一件是一件。
为恶畏人知,恶中尚有转念;为善欲人知,善处即是恶根。――清金兰生《格言联璧》
诚之者,择善而固执之者也。――《中庸》

行善如春园之草,不见其长,日有所增;行恶如磨刀之石,不见其消,日有所损。――清金兰生《格言联璧》

善不可不弘,恶不可不去。 善心人人有,快乐你我他。 善念养善心,善心生善念。 德不积不厚,善不行不成。 人往高处走,善在心中留。 至宝不常现,至善不常有。 行莫于恭敬,善莫于用心。 由善入恶易,由恶入善难。

观人行善之后而议得失,只增是非。
尧为善而众善至,桀为非而众非来。――《吕氏春秋》
一毫之恶,劝人莫作;一毫之善,与人方便。――清《增广贤文》

君子居其室,出其言,善则千里之外应之。――《易经》

最好的满足就是给别人以满足。拉布吕耶尔

处草野之日,小善若是持久而行,即是大善;居庙堂之日,小善若是尽心而为,即是大善。

吉人为善,惟日不足;凶人为不善,亦惟日不足。――《尚书》

你要记住,永远要愉快地多给别人,少从别人那里拿取。()高尔基

谦者众善之基,傲者众恶之魁。――明王守仁

我们要想心系祖国就一定要确立一个远大的志向,树立和培育正确的理想信念,对自己的未来充满希望,要立志为自己的未来而努力奋斗,把祖国建设成为物质文明,政治文明,精神文明的国家。

书生官家不可为恶,因其为世间之公道良心,若其善心不存,则无道矣。

观人行善之后而议得失,只增是非。
尧为善而众善至,桀为非而众非来。――《吕氏春秋》
一毫之恶,劝人莫作;一毫之善,与人方便。――清《增广贤文》

木有根则荣,根坏则枯;人有善则德,善尽则败。
开卷有益,作善降祥。――清金兰生《格言联璧》

以热爱祖国为荣、以危害祖国为耻。以服务人民为荣、以背离人民为耻。以崇尚科学为荣、以愚昧无知为耻。以辛勤劳动为荣、以好逸恶劳为耻。以团结互助为荣、以损人利己为耻。以诚实守信为荣、以见利忘义为耻。以遵纪守法为荣、以违法乱纪为耻。以艰苦奋斗为荣、以骄奢淫逸为耻。

人敬善者。
行善不期获报,自然梦稳心安。

悯济人穷,虽分文升合,亦是福田;乐与人善,即只字片语,皆为良药。――清金兰生《格言联璧》
善,厚德也,过善者怀伪;谦,美德也,过谦者怀诈;默,懿德也,过默者藏奸。

世间善德之事,提得起,放得下,算得到,做得完;看得破,撇得开,若通此理,无事不成

每天要想着不计报酬地为别人做点事情。
当你学会了,尝试去教人;当你获得了,尝试去给予。

每有患急,先人后己。陈寿三国志蜀志

什么是真正的幸福,今天我终于找到了答案,其实很简单:帮助别人就是一种幸福。

最好的满足就是给别人以满足。拉布吕耶尔

积善之家,必有余庆;积不善之家,必有余殃。――《易经》

害他终害己,而致己他俱害,故为恶。

善不积,不足以成名;恶不积,不足以灭身。――《易经》
善政,民畏之;善教,民爱之。善政得民财,善教得民心。――《孟子》

你要记住,永远要愉快地多给别人,少从别人那里拿取。()高尔基

与人为善,乐于助人乃举手之劳,无需付出任何代价。

名声之善恶存乎人。

辅车相依,唇亡齿寒。《左传鲁僖公五年》

君子贵人贱己,先人而后己。《礼记访记》

悯济人穷,虽分文升合,亦是福田;乐与人善,即只字片语,皆为良药。――清金兰生《格言联璧》
善,厚德也,过善者怀伪;谦,美德也,过谦者怀诈;默,懿德也,过默者藏奸。

有心为善,虽善不赏。无心为恶,虽恶不罚。――清蒲松龄《聊斋志异》

捡起脚下别人扔的纸片,扔到垃圾箱里去。

好事须相让,恶事莫相推。王梵志《全唐诗补逸》

吉人为善,惟日不足;凶人为不善,亦惟日不足。――《尚书》

书生官家不可为恶,因其为世间之公道良心,若其善心不存,则无道矣。

我们要想心系祖国就一定要确立一个远大的志向,树立和培育正确的理想信念,对自己的未来充满希望,要立志为自己的未来而努力奋斗,把祖国建设成为物质文明,政治文明,精神文明的国家。

中华民族传统美德,倡导“格物、致知、诚意、正心、修身、齐家、治国、平天下”的实现人生理想的步骤和模式。这种为人处世的基本道德观念,是人类进行物质生产活动和自身生存发展的基本要求,也是人们共同生活的起码的行为准则。

君子贵人贱己,先人而后己。《礼记访记》

树立和培育正确的理想信念,对自己的未来充满希望要立志为自己的未来而努力奋斗,把祖国建设成为物质文明,政治文明,精神文明的国家。


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