DNA计算研究的现状及展望.pdf

第 28 卷第 4 期 　 信 息 与 控 制 V o l. 28,N o. 4 1999 年 8 月 In fo rm at ion an d Con t ro l 　A u g. , 1999 文章编号: 100204 11( 1999) 04024 108 DN A 计算研究的现状与展望 任立红　丁永生　邵世煌 ( 中国纺织大学自动化系　上海　20005 1) 摘　要: 最近, 采用DN A 计算的可能性引起了人们的广泛兴趣. 本文在简要介绍DN A 机理之 后, 探讨了DN A 计算及其模型, 并将其与遗传算法、模糊控制、神经网络、混沌系统等软计算技术 进行集成, 指出了DN A 计算的优点及 目前存在的问题. 最后我们对它们的前景进行展望. 关键词: DN A 计算, 软计算, 遗传算法, 模糊控制, 神经网络, 混沌系统 中图分类号: T P 11　　　　　　文献标识码: A 1　引言 脱氧核糖核酸( ) 携带生命的遗传信息. 自从 和 在 1953 年发现 DN A W at son C r ick DN A 之后, 人们发现和发展了许多操作DN A 的方法. 在生物技术中有: 采用酶进行切除和粘贴、及 聚合链反应产生DN A 串等. 在生物工业技术中有: 选择过滤、标定和DN A 排序. 总的来说, 这 些发展不仅使我们能使用DN A 作为可修改的存贮媒体——一种内存, 而且使我们能使用这 些技术在这种内存上进行操作以实现算法. 于 1994 年被 . 首次用实验显示了用于计算的可能性. 他在《 》杂 DN A L A d lem an Scien ce [ 1 ] 志上发表的突破性的文章中 , 介绍了用DN A 计算解决图论中H am ilton ian 七节点路径问题 的实验. 这个奇迹表明了采用DN A 进行特定 目的计算的可行性. 它的新颖性不在于算法, 也 不在于速度, 而在于采用迄今为止还没有作为计算机硬件的生物工业技术来实现, 并且开发了 这种媒体潜在的并行性. 这篇文章不久引起了许多学者尤其是计算机科学家的兴趣, 目前研究 [2～ 13 ] 已涉及许多方面:DN A 计算的能力、模型和算法等 . 最近也有学者开始将DN A 计算与遗 [ 14～ 23 ] 传算法、神经网络、模糊系统和混沌系统等软计算方法相结合 . L. A d lem an 给我们提出 了令人激动人心的挑战, 但DN A 计算的许多研究等待着各个学科的合作研究, 如生物学、化 学、计算机科学、数学、物理和工程等, 我们称之为“ 生物软计算”. DN A 本文首先简要介绍DN A 机理, 然后探讨 目前DN A 计算的研究进展, 并将其与软计算进 行集成, 指出DN A 计算