| 【中文题名】 | 分子元胞自动机的DNA自组装实现 |
| 【英文题名】 | DNA Self-Assembly Realization of Molecular Cellular Automata |
| 【学科专业】 | 运筹学与控制论 |
| 【论文级别】 | 硕士论文 |
| 【投稿时间】 | 2007-11-12 |
| 【中关键词】 | DNA计算,DNA分子自组装,二维分子元胞自动机,,, |
| 【英关键词】 | DNA computing,DNA molecular self-assembly,two-dimensional molecular cellular automata, |
| 【分类导航】 | 工业技术>自动化技术、计算机技术>计算技术、计算机技术>一般性问题>理论、方法>自动机理论 |
| 【论文摘要】 |
1994年,美国南加州大学的Adleman教授利用操作DNA分子技术成功地解决了有向Hamilton路径问题,开创了生物计算的新时代。1995年,Winfree提出了利用DNA分子瓦片自组装做计算的重要思想,为DNA计算领域的发展奠定了坚实的理论和实验基础。
元胞自动机是上个世纪50年代乌尔姆和冯·诺伊曼提出的一种离散型动力系统,它是研究复杂系统行为的最初理论框架,也是人工智能的雏形。一维分子元胞自动机的DNA自组装实现已有多种方法被提出,而二维分子元胞自动机的DNA自组装实现至今还没有理想的模型被提出,本文将在这方面进行一些探索性的研究,并给出两个利用DNA自组装方法实现的二维分子元胞自动机的理论模型。
本文首先在回顾Rothemund及其合作者和Yin Peng及其合作者利用DNA分子自组装实现一维分子元胞自动机的工作的基础上,分析了用四个臂的DNA瓦片分子的自组装实现二维分子元胞自动机的可能性及其复杂程度,得出虽然用四个臂的DNA瓦片分子可以实现二维分子元胞自动机但是自组装过程比较复杂的结论。
其次,本文分别介绍了用八个臂的串形DNA瓦片分子自组装和用在四个臂上带有剪切... |
| 【论文题纲】 |
|
摘要 |
4-6 |
|
Abstract |
6-10 |
|
第1章 绪论 |
10-14 |
|
1.1 DNA 计算产生的背景和意义 |
10-11 |
|
1.2 DNA 计算的基本思想 |
11 |
|
1.3 DNA 计算领域的研究现状和成果 |
11-13 |
|
1.4 本文主要研究内容 |
13-14 |
|
第2章 DNA 计算的基本知识与DNA 自组装 |
14-22 |
|
2.1 引言 |
14 |
|
2.2 DNA 分子的基本结构 |
14-15 |
|
2.3 DNA 分子操作 |
15-17 |
|
2.4 DNA 计算的实现方式 |
17 |
|
2.5 DNA 自组装 |
17-20 |
|
2.5.1 DNA 瓦片的概念及其分子设计 |
17-19 |
|
2.5.2 DNA 自组装在理论和应用方面的研究进展 |
19-20 |
|
2.5.3 DNA 自组装与乔姆斯基语言族之间的关系 |
20 |
|
2.6 本章小结 |
20-22 |
|
第3章 元胞自动机及已有的分子实现 |
22-32 |
|
3.1 元胞自动机的定义 |
22 |
|
3.2 元胞自动机的构成 |
22-25 |
|
3.3 元胞自动机的特征 |
25-26 |
|
3.4 一维元胞自动机的DNA 实现 |
26-31 |
|
3.4.1 用DX 瓦片自组装的实现方式 |
26-28 |
|
3.4.2 带有剪切酶操作的DNA 自组装实现方式 |
28-31 |
|
3.5 本章小结 |
31-32 |
|
第4章 二维分子元胞自动机的DNA 自组装实现 |
32-42 |
|
4.1 概述 |
32-33 |
|
4.2 用DNA 串形分子自组装实现二维分子元胞自动机 |
33-36 |
|
4.2.1 DNA 串形分子及其设计 |
33-34 |
|
4.2.2 二维分子元胞自动机的实现 |
34-36 |
|
4.3 用TX 瓦片自组装实现二维分子元胞自动机 |
36-40 |
|
4.3.1 初始构型的构建 |
36-37 |
|
4.3.2 元胞空间的状态更新 |
37-40 |
|
4.4 分析 |
40-41 |
|
4.5 本章小结 |
41-42 |
|
第5章 二维分子元胞自动机的应用研究 |
42-48 |
|
5.1 能自我复制的元胞自动机 |
42-44 |
|
5.2 生命游戏 |
44-46 |
|
5.3 本章小结 |
46-48 |
|
结论 |
48-50 |
|
参考文献 |
50-56 |
|
致谢 |
56 |
|
| 【DOI】 | LunWen.ID:2.2008.362568 |
