幻女**毛片,99热精品免费,日韩欧美亚洲精品,国产床上视频,国产成人精品一区二三区,99ri精品,国产区视频

    DNA制成人造神經(jīng)網(wǎng)絡(luò )
 

    美國科學(xué)家朝人工智能領(lǐng)域邁出了關(guān)鍵的一步：他們使用DNA，在試管中制造出了首個(gè)人造神經(jīng)網(wǎng)絡(luò )，這個(gè)相互作用的分子組成的電路能像人腦一樣，基于不完整的模式進(jìn)行回憶。科學(xué)家表示，這樣的系統將有助于人們回答基本的生物學(xué)問(wèn)題或診斷疾病；然而，其運行效率目前還很低下，需要進(jìn)一步提高其性能。

    DNA制成人造神經(jīng)網(wǎng)絡(luò )

    該神經(jīng)網(wǎng)絡(luò )包含4個(gè)人造神經(jīng)元，由112個(gè)不同的DNA片段組成。加州理工大學(xué)的科學(xué)家在一個(gè)名為線(xiàn)性閾函數的簡(jiǎn)單的神經(jīng)模型上建立了該神經(jīng)網(wǎng)絡(luò )。這個(gè)神經(jīng)元模型接收輸入信號，并通過(guò)一個(gè)正權數或負權數來(lái)增強每個(gè)信號，如果輸入信號的加權總和超過(guò)某個(gè)閾值，神經(jīng)元會(huì )放電，產(chǎn)生一個(gè)輸出信號。該研究的聯(lián)合作者、加州理工學(xué)院計算機科學(xué)和神經(jīng)系統副教授埃瑞克·溫弗利表示，這個(gè)模型是對真實(shí)神經(jīng)元的過(guò)度簡(jiǎn)化，但其在探索一些簡(jiǎn)單的計算元素的集體行為如何導致聯(lián)想回憶和模式完成等類(lèi)似大腦的行為方面，確實(shí)非常有效。

    為了建成這個(gè)DNA神經(jīng)網(wǎng)絡(luò )，該團隊的科學(xué)家們使用了一個(gè)自行研發(fā)的、名為鏈置換級聯(lián)的過(guò)程，此前，該團隊也使用鏈置換級聯(lián)過(guò)程制造出了迄今最大最復雜、能計算平方根的DNA電路。

    這個(gè)過(guò)程使用了單鏈和雙鏈DNA分子的一部分。雙鏈DNA是雙螺旋結構，其中的一個(gè)鏈像尾巴一樣伸出，當單鏈漂浮在水溶液表面時(shí)，可能會(huì )偶然遇見(jiàn)雙鏈DNA的一部分，如果兩者的堿基對完全互補，單鏈就會(huì )抓住雙鏈的尾巴并依附于其上，踢開(kāi)雙螺旋的另一個(gè)單鏈。因此，這個(gè)單鏈就像輸入；而被踢開(kāi)的雙鏈的一部分就像輸出，它接著(zhù)可以同其他分子相互作用。因為科學(xué)家能使用任何堿基序列來(lái)合成DNA片段，因此，他們可以對這些相互作用編程讓其像神經(jīng)元模型一樣工作。

    可像人腦一樣基于部分特征識別事物

    隨后，科學(xué)家們同該神經(jīng)網(wǎng)絡(luò )進(jìn)行了一個(gè)“測心術(shù)”游戲：讓該神經(jīng)網(wǎng)絡(luò )基于一定的線(xiàn)索確定4名科學(xué)家中的一位。科學(xué)家們首先“訓練”神經(jīng)網(wǎng)絡(luò )“認識”4名科學(xué)家，每名科學(xué)家的個(gè)性特征由4個(gè)是非題來(lái)表現，例如，該科學(xué)家是否為英國人等等。通過(guò)使用計算機模擬讓該網(wǎng)絡(luò )中的每個(gè)DNA單鏈的濃度協(xié)調一致，科學(xué)家們能教導單鏈記住與每個(gè)科學(xué)家有關(guān)的是非題的答案模式。

    當一個(gè)玩家想到某個(gè)科學(xué)家，就會(huì )向該神經(jīng)網(wǎng)絡(luò )提出一些能部分展示該科學(xué)家特征的問(wèn)題，接著(zhù)通過(guò)將對這些問(wèn)題作出反應的DNA片段卸下放入試管中，從而將相關(guān)線(xiàn)索傳遞給神經(jīng)網(wǎng)絡(luò )。通過(guò)熒光信號進(jìn)行連接，該神經(jīng)網(wǎng)絡(luò )能確切“說(shuō)”出玩家想的是哪位科學(xué)家。

    科學(xué)家們使用了27種（總共有81種）不同的回答問(wèn)題的方式同該神經(jīng)網(wǎng)絡(luò )進(jìn)行了這項游戲，網(wǎng)絡(luò )每次都作出了正確的反應。該研究的聯(lián)合作者、加州理工大學(xué)計算和神經(jīng)系統以及電子工程學(xué)教授喬舒亞·布瑞克表示，這表明，該神經(jīng)網(wǎng)絡(luò )能基于部分特征識別事物，這是大腦獨特的屬性之一。

    領(lǐng)導此項研究的加州理工學(xué)院生物工程專(zhuān)業(yè)博士后錢(qián)璐璐（音譯）在發(fā)表于7月21日出版的《自然》雜志上的論文中寫(xiě)道：“這個(gè)人造‘大腦’可不簡(jiǎn)單，它使得我們識別事物、形成記憶、做出決定并采取行動(dòng)，這表明，一個(gè)由相互作用的分子組成的人造神經(jīng)網(wǎng)絡(luò )也能展示與大腦一樣的行為。”

    在醫學(xué)和化學(xué)領(lǐng)域意義重大

    科學(xué)家們表示，具有人工智能或者擁有某些基本決策能力的生物化學(xué)系統在醫學(xué)、化學(xué)和生物學(xué)研究領(lǐng)域都具有非常重要的價(jià)值，未來(lái)，這樣的系統能在細胞內操作，幫助回答基本的生物學(xué)問(wèn)題或診斷疾病。另外，能對其他分子的出現作出智能反應的生物化學(xué)過(guò)程使工程師能用分子制造出越來(lái)越復雜的化學(xué)物質(zhì)或者建立新的結構。錢(qián)璐璐說(shuō)：“盡管幾十年來(lái)，科學(xué)家們一直假設，人造生物化學(xué)系統能表現出像大腦一樣的行為，但一直沒(méi)有實(shí)現。”

    這樣的系統也讓科學(xué)家可以間接理解智能的進(jìn)化。錢(qián)璐璐解釋道：“大腦進(jìn)化前，單細胞有機體也能處理信息、做決定并對周?chē)h(huán)境作出反應。”這樣的復雜行為必須由一個(gè)漂浮在細胞內的分子網(wǎng)絡(luò )完成，“或許高度進(jìn)化的大腦和單細胞內看到的有限的智能形式分享同樣的計算模式，只是采用不同的基質(zhì)來(lái)編程。”

    布瑞克補充道，他們的實(shí)驗可以看成神經(jīng)—計算原理在分子和細胞層面上的簡(jiǎn)單展示，一個(gè)可能的解釋是，或許這樣的原理在生物信息處理領(lǐng)域隨處可見(jiàn)。

    需進(jìn)一步改善其性能

    不過(guò)，科學(xué)家們也表示，盡管這個(gè)實(shí)驗表明科學(xué)家能用DNA制造出會(huì )閱讀思考的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò )，但是，這個(gè)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò )還非常有限。人腦包含1000億個(gè)神經(jīng)元，但僅使用40個(gè)（實(shí)驗中使用的神經(jīng)元的10倍）由DNA制造出的神經(jīng)元來(lái)編織出一個(gè)網(wǎng)絡(luò )都是一個(gè)大的挑戰。而且，該系統的工作效率很低，其找出每個(gè)科學(xué)家需要花費8小時(shí)。另外，任務(wù)完成后，分子也被耗盡，無(wú)法分開(kāi)并同另外的DNA單鏈配對，因此，該游戲只能進(jìn)行一次。

    或許在未來(lái)，一個(gè)生物化學(xué)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò )能通過(guò)多次重復游戲來(lái)改進(jìn)其性能；或通過(guò)遭遇新環(huán)境來(lái)學(xué)會(huì )新記憶。制造出能在身體內或僅僅在細胞內或一個(gè)有蓋培養皿內操作的生物化學(xué)網(wǎng)絡(luò )還需要很長(cháng)時(shí)間，因為使得這種技術(shù)能在試管內工作也是另一個(gè)需要很大精力來(lái)應對的挑戰。