“BioBit Program 為生物計(jì)算這一新興領(lǐng)域建立了一個(gè)跨越邊界的科研交流合作平臺(tái)，充分體現(xiàn)了之江實(shí)驗(yàn)室作為一個(gè)國際化、戰(zhàn)略性新型研發(fā)機(jī)構(gòu)的擔(dān)當(dāng)。我相信，BioBit Program 將在國際生物計(jì)算領(lǐng)域激起新的科研浪潮，碰撞出創(chuàng)新的火花，創(chuàng)造出新的研究范式。”中國工程院院士、之江實(shí)驗(yàn)室人工智能領(lǐng)域首席科學(xué)家潘云鶴在致辭中表示。

什么是生物計(jì)算？BioBit Program 將探索些什么？中國科學(xué)院院士、北京大學(xué)教授歐陽頎，英國皇家科學(xué)院院士、英國布里斯托大學(xué)教授 Stephen Mann，以及來自以色列、西班牙、中國等多個(gè)國家的學(xué)術(shù)界、產(chǎn)業(yè)界專家通過線上線下的方式在會(huì)上做了解答。

Q1: 什么是生物計(jì)算？

其實(shí)，人體本身就是生物計(jì)算最好的詮釋。“人體的每一個(gè)細(xì)胞，就是一臺(tái)‘生物計(jì)算機(jī)’。”之江實(shí)驗(yàn)室生物計(jì)算研究中心高級研究專家王寶俊說，“細(xì)胞無時(shí)無刻不在接收外界的各種信號(hào)，然后通過基因調(diào)控網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行信息的處理與轉(zhuǎn)換，并產(chǎn)生特定的響應(yīng)?？梢哉f，人體的每一次行動(dòng)、生理的每一次反應(yīng)，都是人體內(nèi)部‘計(jì)算’的結(jié)果。”

隨著生物計(jì)算研究的不斷發(fā)展，廣義的生物計(jì)算目前包含兩層含義，即生物啟發(fā)的計(jì)算和使用生物體作為元件進(jìn)行的計(jì)算。這也引出了生物計(jì)算領(lǐng)域目前存在的兩大科學(xué)問題：一是如何重構(gòu)生物分子和細(xì)胞，實(shí)現(xiàn)超越自然生物的信號(hào)處理能力，并催生健康、環(huán)境、材料等領(lǐng)域的顛覆性技術(shù)。二是生物體通過何種形式進(jìn)行信息的高效存儲(chǔ)和處理，又將如何對計(jì)算的基本理論進(jìn)行啟發(fā)從而推動(dòng)智能計(jì)算的發(fā)展。

會(huì)上，中科院院士歐陽頎作了題為 “DNA 分子信息存儲(chǔ)研究現(xiàn)狀和發(fā)展方向” 的主旨報(bào)告。他分享了 DNA 存儲(chǔ)的研究意義和基本原理，結(jié)合國內(nèi)外最新研究成果和技術(shù)發(fā)展趨勢，提出了 DNA 存儲(chǔ)的發(fā)展方向。歐陽頎院士指出，未來需進(jìn)一步推動(dòng)生物技術(shù)和信息技術(shù)的融合，著力于 DNA 存儲(chǔ)規(guī)模與讀寫速度提升、存儲(chǔ)體系革新、多樣的數(shù)據(jù)調(diào)控功能等方向的發(fā)展。

英國皇家科學(xué)院院士 Prof. Stephen Mann 在主旨報(bào)告中介紹了名為 “原細(xì)胞通信的生物分子實(shí)現(xiàn)” 的通用和可擴(kuò)展平臺(tái)(簡稱 BIO-PC)。BIO-PC 能夠在生物相關(guān)環(huán)境中可靠地執(zhí)行基于 DNA 的分布式分子程序，并為 DNA 計(jì)算和最小細(xì)胞技術(shù)開辟了新的方向。Stephen Mann 還分享了通過 CRISPR/Cas 機(jī)制和 DNA 納米技術(shù)相結(jié)合進(jìn)行原細(xì)胞通信的最新探索，他認(rèn)為這種新的技術(shù)方向?yàn)殚_發(fā)具有分布式分子信息處理能力的原細(xì)胞邁出了重要一步。

華東理工大學(xué)的教授葉邦策，深圳先進(jìn)技術(shù)研究院研究員婁春波，中科院醫(yī)學(xué)所研究員宋杰，東南大學(xué) - 艾倫腦研究所聯(lián)合研究中心教授彭漢川，浙江大學(xué)醫(yī)學(xué)院附屬第一醫(yī)院骨髓移植中心主任醫(yī)師胡永仙，以色列理工學(xué)院教授 Eitan Yaakobi，中科院天津工業(yè)生物技術(shù)研究所副研究員宋理富，密碼子（杭州）科技有限公司 CEO 張璐帥，西班牙馬德里理工大學(xué)生物計(jì)算實(shí)驗(yàn)室主任 Angel Goni-Moreno 等國內(nèi)外頂尖機(jī)構(gòu)的專家學(xué)者就基因線路設(shè)計(jì)與應(yīng)用、腦科學(xué)、DNA 信息存儲(chǔ)等研究領(lǐng)域進(jìn)行了主題報(bào)告。

Q2：BioBit Program 是什么？

生物計(jì)算作為一個(gè)新興研究方向，由于超前沿性和技術(shù)實(shí)現(xiàn)難度大，暫未迎來像硅基計(jì)算一樣的指數(shù)級增長，其研究發(fā)展仍然存在較大不確定性，需要持續(xù)的投入和推進(jìn)。

之江實(shí)驗(yàn)室作為一家新型研發(fā)機(jī)構(gòu)，看到了生物計(jì)算破局 “摩爾定律” 困局并形成全新計(jì)算范式的無限可能，因此，實(shí)驗(yàn)室將生物計(jì)算作為智能計(jì)算的重要方向之一進(jìn)行布局，并以生物計(jì)算為研究重點(diǎn)開展國際科研合作。

會(huì)上，之江實(shí)驗(yàn)室主任朱世強(qiáng)宣布啟動(dòng)生物計(jì)算國際合作科學(xué)計(jì)劃 - BioBit Program。該計(jì)劃將聚焦細(xì)胞計(jì)算、生物存儲(chǔ)、生物分子計(jì)算和生物啟發(fā)計(jì)算四個(gè)領(lǐng)域，通過設(shè)立基金、構(gòu)建國際研究網(wǎng)絡(luò)、舉辦國際學(xué)術(shù)交流活動(dòng)等方式開展合作計(jì)劃，將不同國家和地區(qū)從事生物計(jì)算研究方向的專家聚集起來，增強(qiáng)他們的專業(yè)知識(shí)交流從而加速生物計(jì)算科學(xué)前沿進(jìn)展，引領(lǐng)生物計(jì)算的國際合作和發(fā)展潮流。

• 細(xì)胞計(jì)算：探索生物細(xì)胞和有機(jī)體的個(gè)性化定制方法，賦予其感知、響應(yīng)并處理外界信號(hào)的功能，實(shí)現(xiàn)多種場景下的應(yīng)用。

• 生物存儲(chǔ)：探索更高效的在細(xì)胞內(nèi)外以生物分子為媒介的信息存取技術(shù)。

• 生物分子計(jì)算：探索生物分子的計(jì)算潛在能力，實(shí)現(xiàn)具有實(shí)用價(jià)值的生物分子計(jì)算新方法。

• 生物啟發(fā)計(jì)算：探索生物實(shí)現(xiàn)智能的基本原理，推動(dòng)智能計(jì)算科學(xué)的顛覆性發(fā)展。

中國工程院院士、之江實(shí)驗(yàn)室人工智能領(lǐng)域首席科學(xué)家潘云鶴宣讀了生物計(jì)算首屆咨詢委員會(huì)成員名單。英國皇家工程院院士 Jonathan Cooper 任咨詢委員會(huì)主席。來自中國、英國、荷蘭、西班牙、美國、加拿大等 6 個(gè)國家的專家學(xué)者成為首屆咨詢委員會(huì)委員。

Jonathan Cooper 院士宣布了 2022 年 BioBit 基金資助名單，來自英國倫敦大學(xué)、美國華盛頓大學(xué)、以色列理工學(xué)院、香港大學(xué)等頂尖機(jī)構(gòu)的 9 個(gè)研究團(tuán)隊(duì)成功入選，將聚焦 BioBit Program 四大研究方向開展科學(xué)研究。

“今天的啟動(dòng)儀式，標(biāo)志著生物計(jì)算全球合作開啟了新的征程，之江實(shí)驗(yàn)室愿與全球同仁一道，共同推動(dòng)生物計(jì)算的國際合作交流與研究深化，合作產(chǎn)出更多有益社會(huì)發(fā)展和科學(xué)進(jìn)步的重大成果，攜手促進(jìn)生物計(jì)算在人類社會(huì)實(shí)現(xiàn)重大應(yīng)用，為增進(jìn)人類福祉貢獻(xiàn)力量。”之江實(shí)驗(yàn)室主任朱世強(qiáng)在啟動(dòng)儀式致辭中表示。