[发明专利]仿真染色体“DNA”结构链的电子系统

说明书

发明目的

如本说明书标题中表达的，本发明具有提供仿真(emulate)“DNA”结构链的电子系统的目的，以允许用“DNA”解决计算问题，所述“DNA”在本发明的情况下是无机“DNA”，因为它通过电子线路而不是如常规完成的通过无机“DNA”具体化，并且因此利用来自无机“DNA”的“DNA”有机性质的特征。

本发明由提供电子“DNA”结构的硬件系统组成，所述电子“DNA”结构允许解决轨迹、网络和流量问题，所述轨迹、网络和流量问题用于计算“GPS”(全球定位系统)系统中的轨迹，陆地、海洋或航空导航仪中的途径计算，以及工业流量或工作的生产和最佳化过程中的工业控制问题中。

一般而言，本发明可应用于可以由曲线图表示的任何问题的解决，所述曲线图与“DNA”结构链相关，如下文将描述的。

发明背景

数学和计算在称为图论的科学领域中紧密相关。曲线图是通过边或弧连接的称为节点或顶点的元素集合，并且依次这些边可以具有指定方向或定向。本领域的首批先驱者之一是Leonard Euler，他于1736年提出称为哥尼斯堡七桥问题(bridge problem)的问题，这是有七座桥的普鲁士(Prussian)市。Euler提出是否可能每一座桥只经过一次而穿过整个城市的问题。在城市的图示中，可以观察到桥连接4块土地，这意味着关于测试和误差的搜索不导致任何结果；为此，如果这个问题可以由曲线图表示，那么可以应用图论的技术、方法和算法以发现解决方案。由于这个问题，向着图论迈出了第一步，图论已随着时间过去演化并且存在在这个学科区域或领域中工作的众多研究团体。数年后，爱尔兰数学家、物理学家和天文学家William Rowan Hamilton提出图论中现有的最复杂问题之一，由具有其中每个顶点确切地访问一次的路径或曲线图组成的汉弥尔顿(Hamiltonian)路径问题或旅行推销员问题。由于它的复杂度，这个问题在计算中视为NP完全问题。这里必须指出数学或计算问题通过其在不同组中的复杂度进行分类。

-P复杂度，其中问题可以通过确定性机器(deterministic machine)在多项式时间内解决。

-NP复杂度，其中问题可以在非确定性机器中在多项式时间内解决。

-NP完全复杂度，这是难以用非确定性机器在多项式时间内解决的NP复杂度问题。

还存在解决汉弥尔顿路径问题的平行实现，但它们需要大量资源和联接节点之间的通讯。为了这个目的，Adleman呈现了用于用有机“DNA”编程的新替代方案，所述有机“DNA”在运算表现中具有高度平行性，并且因此在获得最后结果中具有高度平行性但伴随所述局限性。他设计了用有机“DNA”编程解决汉弥尔顿路径问题的系统，并且因此，他证实可以在接近于多项式的计算时间内解决NP-完全问题。

在这个意义上，我们可以引用专利文件US7167847。

在二十世纪，科学家Edsger Dijkstra提出用于途径计算的新系统，从而使得它不仅确定如何从一个点到另一个点，它还确定以最小可能时间完成。Dijkstra将他的研究建立在计算科学上，并且这个的结果是Dijkstra’s算法。这个算法基于确定最短路径，给出在有向图(directedgraph)中并且在边上具有正权(positive weights)的来源顶点。这个想法探索从来源顶点出现并且到达所有其他顶点的所有最短路径。一旦已确定组成曲线图的从来源顶点到其他顶点的最短路径，算法就停止。这种算法基于称为贪婪(voracious)算法的策略，其对具有负成本边的曲线图不起作用。后来，Robert W.Floyd连同Wharshall一起修改了Dijkstra’s的算法；尽管修改是相关的，但它们仍无法应用于工业网络或途径计算。注意到一个问题和其他科学的优点，本发明建立了使电子学和遗传学——迄今为止脱节的2个区域组合的技术。这种技术基于集成线路、电子学和“DNA”或遗传学，用它制备具有电子线路的第一种无机“DNA”，这是本发明将这种技术命名为InChroSil(InorganicCHROmosome based in SILicon)的原因。

本发明的系统具有可以再使用的极大优点，因为用户可以使用它尽可能多的次数，因为它可以通过电子线路具体化。

发明描述

为了解决缺点且达到上述目的，本发明已开发了达到无机“DNA”产生的新系统。