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上海交大招生网2011年9月5日快讯:上海交通大学Bio-X研究院毕业的钱璐璐博士(导师是贺林院士),在美国加州理工(Caltech)接连取得突破性研究成果。继2011年6月3日,钱璐璐的论文《增大DNA链置换级联的数字电路计算的规模》(Scaling up digital circuit computation with DNA strand displacement cascades, Science, 3 June 2011)发表在《科学》杂志。2011年7月21日,钱璐璐的论文《用DNA链置换级联来实现的神经网络计算》(Neural network computation with DNA strand displacement cascades,Nature,21 July 2011)发表在《自然》杂志。《科学》和《自然》是全世界科学家公认的顶级杂志。
人工智能是无数小说和电影最初的灵感,也是无数科学家和工程师最终的梦想。钱璐璐、Erik Winfree教授和Jehoshua Bruck教授在通往人工智能的道路上迈出了重要的一步——不是在机器人里、也不是在硅芯片上,而是在试管中。在科研人员所构造的神经网络中,112种不同的DNA链组成四个相互联系的人工神经元。这一神经网络会玩一个猜心术的游戏。在这个游戏中,它试图辨认一个身份未知的科学家。科研人员“训练”这一神经网络来“认识”四位科学家,他们的身份由四个是非问题的答案来决定,例如这个科学家是不是英国人。这一用DNA分子做成的神经网络所展示的能力,是根据不完整的信息来推测其可能表达的事物的能力,也是大脑所具备的独特能力之一。
图1:通过DNA分子之间相互作用,模拟人工神经网络的行为。
在贺林院士的领导下,我国DNA纳米技术研究不断取得新突破。钱璐璐在Bio-X研究院读博期间设计的“DNA中国地图”,是世界第一个非对称的2维DNA图形。李璨等把DNA链像搭积木一样组装拼接,设计出3维DNA结构——“DNA中国馆”。上海交大Bio-X研究院DNA纳米研究组开发出“DNA纳米中国芯”——创新型纳米检测平台,可以在纳米尺度进行多种生物医学检测,为纳米技术在医学、遗传学等领域的实际应用迈出重大一步。相关论文发表在纳米材料和物理领域顶级杂志《先进材料》和《Small》。
贺林表示:“DNA纳米技术是一个新兴的交叉研究领域,我国科学家取得的这些重要成果,体现出了纳米技术、生物医学和计算科学等多学科交叉的合作效益。”
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