计算机生命科学研究系,生命科学与计算机科学的结合发展研究

摘要：在信息爆炸的21世纪中, 计算机技术的应用无处不在。随着计算机技术的不断发展, 对生命科学与生物信息技术学科也有着很大的影响。“互联网+”时代的兴起, 奠定了生物信息技术的发展。同样, 这也展现出了生物信息技术科学与计算机科学不可分割的鱼水关系。本文从计算机科学与生命科学有机结合为视角, 论述目前应用技术及发展趋势。

关键词：计算机科学; 生命科学; 生物信息学; 量子技术; 人工智能;

一、概念论述

(一) 生命科学的概念

生命科学技术又称作生物学, 它是通过研究分子的遗传学为核心的一门先进科学技术。生命科学技术又是自然科学六大 (数学、化学、天体学、物理学、空间学、生物学) 基础学科之一。生命科学主要是用来研究生命现象特征、生命活动的本质以及生命的产生和发展规律的学科。

(二) 计算机科学的概念

计算机科学主要是对计算机系统结构、软件硬件、以及计算本身的性质特征和使用计算机进行问题解析研究的一门技术学科。计算机科学主要包括以下两个部分:实验计算机科学、理论计算机科学。计算机科学是用来创造、描述或转换信息算法处理的系统工具。

(三) 生物信息学的概念

生物信息学是在计算机科学和生命科学发展到一定程度应运而生的交叉学科的产物。生物信息学主要研究方向包括对生物信息的采集, 对采集信息的处理、数据分析, 以及对数据信息的存储和信息数据的传播过程。随着计算机科学领域的迅猛发展以及生命科学领域的迅猛发展, 生物信息学的发展趋势也得到了突飞猛进改变。

二、生命科学与计算机科学结合的发展

生命科学与计算机科学结合的发展从以下几个方面进行论述:

(一) 量子技术

在生命科学中, 基因工程和遗传学是研究工作的主流方向。而基因工程和遗传学中对生物的信息量处理要求十分严格, 信息量也巨大, 这就需要一定程度的计算工具来支撑。无疑这就把计算机科学与该领域的核心问题联系在一起了。计算机科学技术的发展在很大程度上推动了量子能技术的发展。我们可以把量子能技术应用到基因工程和遗传学等生命科学领域中来。

量子能技术是以量子力学原理为支撑, 通过与生命信息学、药理学、量子生物学等学科交叉, 在微观状态下利用的电子辐射、波动、能量等形式, 对生命机体进行全面、系统、综合、发展性地调节、预防、治疗、康复的量子医学技术。量子医学是在现代科学, 尤其是生命科学和计算机科学的影响和渗透下萌发而生的新学科。量子能技术具有微粒子特性、高频物理共振特性等特点。研究表明量子能量场可以利用微粒子携带的共振频率与人体频率形成和谐共振效应, 从而可以自由穿透人体。我们可以利用该技术对人体机能进行调整, 提升生物体机能, 平衡人体紊乱的频率, 从而实现对人体保健养生的功效。现今, 人们的物质生活水平有了大幅度的提升, 人们追求的幸福概念也有所改变。注重保健养生是当今社会的主流, 因此, 成熟的量子能技术的会带动时代潮流的发展。

(二) 人工智能

人工智能是人类智慧和技术的结晶。我们研究生命科学的意义在于在了解生物的构成、所具有的行为特征等信息的基础上, 实现对获得的信息或行为的再利用操作。人工智能的出现高度的集成了生命科学中的技术知识, 在此基础上利用计算机科学技术进行对生命科学中所包含的行为和信息的模拟和翻译, 从而实现对设备的控制操作。

从科研层面上出发, 人工智能的出现为今后的科学研究提供了更多的便利条件。从工业生产的角度出发, 人工智能的出现实现了代替部分的工人劳动, 实现了一些人力无法实现的作业操作。工业生产的效率有了很大的提高。在控制方面, 企业的生产管理更加智能化和人性化。从生活层面出发, 人工智能的出现在一定程度上提高了人们的生活质量。随着智能家居设备逐步的走进普通人们的家庭, 在很大程度上丰富了人们的生活色彩。

(三) 仿生制造

生命科学与计算机科学结合在仿生制造技术中的应用。通过对生物的生理特性以及结构特征等信息进行综合研究, 提取特定的数据信息进行应用到生产体系中, 进而实现机械设备的创新和特定的应用功能。

生物进化论的原则是优胜劣汰, 而大自然中存在的生物是经历了时间的筛选最终留下来的。这就说明有一定的适应环境的优势。仿生制造就是把这些信息应用到制造业中, 从而提升产品的性能。比如现有仿生鲨鱼皮的泳衣, 在水中具有摩擦小的特性。在自动化控制领域中, 利用动物的关节链接原理生产出机械臂等设备。这些设备都具有较好的环境适应性。因此我们要通过研究, 把成熟的仿生制造技术合理的应用到实际生活和生产中。

三、展望

我们可以利用量子能技术对人体机能进行调整, 提升生物体机能, 平衡人体紊乱的频率, 从而实现对人体保健养生的功效。在物质文明和精神文明高速发展的今天, 人们对健康概念的认识有了大幅度的提升, 人们追求的幸福概念也有所改变。注重保健养生是当今社会的主流, 因此, 成熟的量子能技术的会带动时代潮流的发展。一项新技术的发展往往会存在着利弊之争, 如何更好的发现、挖掘和使用该技术是当代学者和研究人员们的工作方向。量子能技术还有很多用途有待研究人员去挖掘和发现。通过综合利用生物信息学和其他学科的交叉, 可以在一定程度上揭示自然界中一些生物所赋有的生物学奥秘。

参考文献

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