“BioBit Program 為生物計算這一新興領(lǐng)域建立了一個跨越邊界的科研交流合作平臺，充分體現(xiàn)了之江實驗室作為一個國際化、戰(zhàn)略性新型研發(fā)機構(gòu)的擔(dān)當(dāng)。我相信，BioBit Program 將在國際生物計算領(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、之江實驗室人工智能領(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上做了解答。

Q1: 什么是生物計算？

其實，人體本身就是生物計算最好的詮釋。“人體的每一個細胞，就是一臺‘生物計算機’。”之江實驗室生物計算研究中心高級研究專家王寶俊說，“細胞無時無刻不在接收外界的各種信號，然后通過基因調(diào)控網(wǎng)絡(luò)進行信息的處理與轉(zhuǎn)換，并產(chǎn)生特定的響應(yīng)。可以說，人體的每一次行動、生理的每一次反應(yīng)，都是人體內(nèi)部‘計算’的結(jié)果。”

隨著生物計算研究的不斷發(fā)展，廣義的生物計算目前包含兩層含義，即生物啟發(fā)的計算和使用生物體作為元件進行的計算。這也引出了生物計算領(lǐng)域目前存在的兩大科學(xué)問題：一是如何重構(gòu)生物分子和細胞，實現(xiàn)超越自然生物的信號處理能力，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行信息的高效存儲和處理，又將如何對計算的基本理論進行啟發(fā)從而推動智能計算的發(fā)展。

會上，中科院院士歐陽頎作了題為 “DNA 分子信息存儲研究現(xiàn)狀和發(fā)展方向” 的主旨報告。他分享了 DNA 存儲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 存儲的發(fā)展方向。歐陽頎院士指出，未來需進一步推動生物技術(shù)和信息技術(shù)的融合，著力于 DNA 存儲規(guī)模與讀寫速度提升、存儲體系革新、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 在主旨報告中介紹了名為 “原細胞通信的生物分子實現(xiàn)” 的通用和可擴展平臺(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 計算和最小細胞技術(shù)開辟了新的方向。Stephen Mann 還分享了通過 CRISPR/Cas 機制和 DNA 納米技術(shù)相結(jié)合進行原細胞通信的最新探索，他認為這種新的技術(shù)方向為開發(fā)具有分布式分子信息處理能力的原細胞邁出了重要一步。

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)生物計算實驗室主任 Angel Goni-Moreno 等國內(nèi)外頂尖機構(gòu)的專家學(xué)者就基因線路設(shè)計與應(yīng)用、腦科學(xué)、DNA 信息存儲等研究領(lǐng)域進行了主題報告。

Q2：BioBit Program 是什么？

生物計算作為一個新興研究方向，由于超前沿性和技術(shù)實現(xiàn)難度大，暫未迎來像硅基計算一樣的指數(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。

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

會上，之江實驗室主任朱世強宣布啟動生物計算國際合作科學(xué)計劃 - BioBit Program。該計劃將聚焦細胞計算、生物存儲、生物分子計算和生物啟發(fā)計算四個領(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)交流活動等方式開展合作計劃，將不同國家和地區(qū)從事生物計算研究方向的專家聚集起來，增強他們的專業(yè)知識交流從而加速生物計算科學(xué)前沿進展，引領(lǐng)生物計算的國際合作和發(fā)展潮流。

• 細胞計算：探索生物細胞和有機體的個性化定制方法，賦予其感知、響應(yīng)并處理外界信號的功能，實現(xiàn)多種場景下的應(yīng)用。

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

• 生物分子計算：探索生物分子的計算潛在能力，實現(xiàn)具有實用價值的生物分子計算新方法。

• 生物啟發(fā)計算：探索生物實現(xiàn)智能的基本原理，推動智能計算科學(xué)的顛覆性發(fā)展。

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

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)等頂尖機構(gòu)的 9 個研究團隊成功入選，將聚焦 BioBit Program 四大研究方向開展科學(xué)研究。

“今天的啟動儀式，標(biāo)志著生物計算全球合作開啟了新的征程，之江實驗室愿與全球同仁一道，共同推動生物計算的國際合作交流與研究深化，合作產(chǎn)出更多有益社會發(fā)展和科學(xué)進步的重大成果，攜手促進生物計算在人類社會實現(xiàn)重大應(yīng)用，為增進人類福祉貢獻力量。”之江實驗室主任朱世強在啟動儀式致辭中表示。