加州理工大学使用DNA在试管中制造出首个人造神经网络
2011-08-10 09:38:00 来源: 科技日报 责编：楷维留学指南
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据美国每日科学网站7月20日报道，美国科学家朝人工智能领域迈出了关键的一步：他们使用DNA，在试管中制造出了首个人造神经网络，这个相互作用的分子组成的电路能像人脑一样，基于不完整的模式进行回忆。科学家表示，这样的系统将有助于人们回答基本的生物学问题或诊断疾病；然而，其运行效率目前还很低下，需要进一步提高其性能。
DNA制成人造神经网络
该神经网络包含4个人造神经元，由112个不同的DNA片段组成。
加州理工大学的科学家在一个名为线性阈函数的简单的神经模型上建立了该神经网络。这个神经元模型接收输入信号，并通过一个正权数或负权数来增强每个信号，如果输入信号的加权总和超过某个阈值，神经元会放电，产生一个输出信号。该研究的联合作者、加州理工学院计算机科学和神经系统副教授埃瑞克·温弗利表示，这个模型是对真实神经元的过度简化，但其在探索一些简单的计算元素的集体行为如何导致联想回忆和模式完成等类似大脑的行为方面，确实非常有效。
为了建成这个DNA神经网络，该团队的科学家们使用了一个自行研发的、名为链置换级联的过程，此前，该团队也使用链置换级联过程制造出了迄今最大最复杂、能计算平方根的DNA电路。
这个过程使用了单链和双链DNA分子的一部分。双链DNA是双螺旋结构，其中的一个链像尾巴一样伸出，当单链漂浮在水溶液表面时，可能会偶然遇见双链DNA的一部分，如果两者的碱基对完全互补，单链就会抓住双链的尾巴并依附于其上，踢开双螺旋的另一个单链。因此，这个单链就像输入；而被踢开的双链的一部分就像输出，它接着可以同其他分子相互作用。因为科学家能使用任何碱基序列来合成DNA片段，因此，他们可以对这些相互作用编程让其像神经元模型一样工作。
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