A nonlinear neural network based on an analog DNA toehold mediated strand displacement reaction circuit

非线性系统 流离失所(心理学) 人工神经网络 生物系统 DNA 生物神经网络 生物物理学 材料科学 人工智能 计算机科学 化学 神经科学 物理 生物 生物化学 量子力学 心理治疗师 心理学
作者
Chengye Zou,Qiang Zhang,Changjun Zhou,Wenyu Cao
出处
期刊:Nanoscale [The Royal Society of Chemistry]
卷期号:14 (17): 6585-6599 被引量:13
标识
DOI:10.1039/d1nr06861j
摘要

The DNA toehold mediated strand displacement reaction is one of the semi-synthetic biology technologies for next-generation computers. In this article, we present a framework for a novel nonlinear neural network based on an engineered biochemical circuit, which is constructed by several reaction modules including catalysis, degradation and adjustment reaction modules. The proposed neural network possesses an architecture that is similar to that of an error back propagation neural network, and is built of an input layer, hidden layer and output layer. As a proof of concept, we utilize this nonlinear neural network based on an analog DNA toehold mediated strand displacement reaction circuit to learn the standard quadratic form function and analyze the robustness of the nonlinear neural network toward DNA strand concentration detection, DNA strand displacement reaction rate and noise. Unlike in error back propagation neural networks, the adaptive behavior of this DNA molecular neural network system endows it with supervised learning capability. This investigation will highlight the potential of analog DNA displacement reaction circuits for implementing artificial intelligence.

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
复杂雪柳完成签到,获得积分10
1秒前
1秒前
爆米花应助susu采纳,获得10
3秒前
Pernik发布了新的文献求助10
3秒前
3秒前
squirrelcone完成签到 ,获得积分20
3秒前
5秒前
5秒前
7秒前
7秒前
7秒前
Jasper应助gibodan采纳,获得10
8秒前
陶菊苏月发布了新的文献求助10
8秒前
顾矜应助Sh_Wen采纳,获得10
8秒前
11秒前
江海发布了新的文献求助10
12秒前
飞鱼完成签到,获得积分10
12秒前
13秒前
LL应助jack采纳,获得10
13秒前
摩西MuDi发布了新的文献求助10
14秒前
14秒前
14秒前
雾气海蓝完成签到 ,获得积分10
17秒前
17秒前
英俊的铭应助笨笨骁采纳,获得10
18秒前
斯文钢笔发布了新的文献求助10
18秒前
小丹小丹完成签到 ,获得积分10
19秒前
半青一江完成签到 ,获得积分10
19秒前
领导范儿应助任性的惜珊采纳,获得30
19秒前
squirrelcone发布了新的文献求助10
19秒前
20秒前
Moonboss完成签到 ,获得积分10
20秒前
你好发布了新的文献求助10
20秒前
简单山水完成签到,获得积分10
20秒前
qqa完成签到,获得积分10
21秒前
21秒前
思源应助邪恶采纳,获得10
21秒前
领导范儿应助现代的书本采纳,获得10
22秒前
大力的灵雁给饲料批发的求助进行了留言
24秒前
兰乖乖完成签到,获得积分10
24秒前
高分求助中
(应助此贴封号)【重要!!请各用户(尤其是新用户)详细阅读】【科研通的精品贴汇总】 10000
Handbook of pharmaceutical excipients, Ninth edition 5000
Aerospace Standards Index - 2026 ASIN2026 3000
Digital Twins of Advanced Materials Processing 2000
Polymorphism and polytypism in crystals 1000
Signals, Systems, and Signal Processing 610
Discrete-Time Signals and Systems 610
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 工程类 纳米技术 有机化学 物理 生物化学 化学工程 计算机科学 复合材料 内科学 催化作用 光电子学 物理化学 电极 冶金 遗传学 细胞生物学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 6041675
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 7782834
关于积分的说明 16235120
捐赠科研通 5187619
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2775833
邀请新用户注册赠送积分活动 1759028
关于科研通互助平台的介绍 1642508