基于DNA折纸的可编程纳米计算

在过去的半个世纪中,随着基于半导体集成电路的电子计算机发展遇到了硬件瓶颈,新型计算机理论与技术的探索成为了研究的焦点。DNA作为携带遗传信息的载体,其高密度的数据存储和并行运行能力使得DNA计算成为新型计算的研究热点之一。DNA计算理论与实验技术的研究促进了DNA纳米制造技术的快速发展,同时DNA纳米技术为DNA计算搭载了可靠的分子实验技术平台。文章首先简单介绍了DNA计算与DNA纳米技术的发展和成果,重点关注DNA折纸这一完全可寻址、可编程的纳米结构,从基于DNA折纸的逻辑电路、可编程自组装、计算结构等方面对DNA计算的发展进行综述和展望。

基于链置换神经网络的印刷体汉字数字识别

链置换技术是一种体外恒温无酶的分子计算技术,近年来已成为DNA计算领域的常用技术,而人工神经网络是一种模仿生物神经网络结构和功能的计算模型。基于链置换技术可以用生物分子构建神经网络,并作为分类器用于执行各种模式识别任务。文章以链置换逻辑门为基础,构建了一个赢家通吃的分子神经网络计算系统,完成了印刷体汉字数字的模式识别任务。首先将代表数字模式的图片转化成用DNA序列编码的分子数据,再将人工合成的DNA数据链输入到分子神经网络计算系统中,该网络能够利用DNA链置换技术执行生物分子计算,从而实现对输入DNA数据模式的分类,最终的分类结果将会通过荧光分子修饰单链DNA输出,并通过光电信号转换自动识别。仿真实验和生物实验证明了基于链置换的分子神经网络可以出色地完成印刷体汉字数字识别的任务。

若干倍图的邻点可区别的I-均匀全染色

对图G的一个邻点可区别的I-全染色f,若f还满足任意两种颜色所染元素(点和边)个数最大相差为1,则称f为图G的一个邻点可区别的I-均匀全染色.对图G进行邻点可区别的I-均匀全染色所需最少的颜色数称为图G的邻点可区别I-均匀全色数.研究了图D(Cn),D(Sn),D(Fn),D(Wn)的邻点可区别I-均匀全染色,通过函数构造法,得到了其的邻点可区别I-均匀全色数,并验证了其满足猜想:χaet^i(G)≤Δ(G)+2.

Cm∨Cn(m≠n)的邻点可区别的均匀I-全染色

根据图Cm∨Cn(m≠n)的结构特征,分n≥m+3和n<m+3两种情况讨论了这类图的邻点可区别均匀I-全染色问题.通过函数构造法,确定了Cm∨Cn(m≠n)的邻点可区别的均匀I-全色数,并验证了AVDETC猜想对于这类图是成立的.