生物計算機英文解釋翻譯、生物計算機的近義詞、反義詞、例句

英語翻譯：

【化】 biocomputer

分詞翻譯：

生物的英語翻譯：

being; biota; creature; life; living beings; organism
【化】 biology
【醫】 bio-; living being; organism

計算機的英語翻譯：

adding machine; calculating machine; calculator
【計】 brain unit; computer; computing machinery; computor; FONTAC; ILLIAC IV
【經】 calculating machine

專業解析

生物計算機（Biological Computer）是指利用生物分子（如DNA、蛋白質）或生物系統（如細胞、酶）進行計算和信息處理的新型計算模型或設備。它不同于傳統矽基計算機，其核心原理基于生物化學反應和分子間的特異性相互作用來實現邏輯運算、數據存儲及信號處理。以下是詳細解釋：

一、核心定義與原理

生物分子計算
通過設計DNA序列的堿基配對（如A-T、G-C）實現并行計算。例如，DNA計算機利用大量DNA分子同時進行運算，解決複雜組合優化問題（如哈密頓路徑問題）。

公式示例：DNA雜交反應可表示為

$$ text{DNA}_1 + text{DNA}2 rightleftharpoons text{DNA}{text{hybrid}} $$
細胞/酶邏輯門
改造微生物或酶構建生物邏輯電路（如AND、OR門）。例如，利用大腸杆菌感知環境信號并輸出熒光蛋白作為計算結果。

二、關鍵特征

并行性：單一試管可容納數萬億DNA分子同步運算，遠超電子計算機的并行能力。
低能耗：生物反應在常溫常壓下進行，能耗僅為矽基芯片的百萬分之一。
高密度存儲：1克DNA可存儲約215 PB數據（相當于20億部高清電影）。

三、應用場景

精準醫療
用于癌症早期診斷的生物傳感器，通過檢測特定腫瘤标志物輸出電信號。

環境監測
工程菌識别水體毒素并觸發顯色反應，實現實時污染預警。

密碼學
DNA鍊置換反應實現分子級信息加密，破解需特定酶密鑰。

四、技術挑戰

穩定性：生物分子易受溫度、pH值影響導緻計算錯誤。
速度瓶頸：DNA雜交需數小時，遠低于電子計算機的納秒級響應。
标準化接口：生物系統與電子設備的信號轉換仍處于實驗階段。

權威參考文獻

DNA計算原理
National Center for Biotechnology Information (NCBI)

DNA Computing: Origins and Milestones

細胞邏輯門設計
Science期刊

Programming Cells for Molecular Computation

生物存儲技術
Harvard Medical School

DNA Data Storage: From Theory to Practice

術語對照

中文	英文
生物計算機	Biological Computer
DNA雜交	DNA Hybridization
分子邏輯門	Molecular Logic Gate
并行計算	Parallel Computing

網絡擴展解釋

生物計算機是一種基于生物分子或細胞結構的新型計算設備，通過整合生物學與計算機技術實現信息處理。以下是其核心特點及原理的詳細解釋：

一、定義與基礎

生物計算機又稱仿生計算機，以生物芯片（如蛋白質分子、DNA或活體神經元）替代傳統矽基芯片。其概念最早于1986年提出，涉及計算機科學、分子生物學、神經科學等多學科交叉。

二、核心特點

高效并行處理
生物分子天然具備并行運算能力，運算速度可達傳統計算機的10萬倍。
超低能耗
能量消耗僅為矽基計算機的十億分之一，存儲密度可達百億億分之一級别。
自修複與容錯性
生物分子具備自我修複能力，系統可靠性更高。

三、工作原理

材料基礎：使用基因、蛋白質或活體細胞（如澳大利亞CL1計算機采用人類神經元）作為運算載體。
運行模式：通過生物化學反應或神經元電信號傳遞實現信息處理，例如DNA鍊的堿基配對編碼數據。

四、現狀與挑戰

當前典型應用包括Cortical Labs公司的CL1生物計算機，其利用人類神經元運行AI模型。但技術仍面臨提取信息速度慢、生物材料穩定性等瓶頸。

提示：如需了解具體案例或技術細節，可查看網頁（CL1計算機）和（百科全解）。