33、自然启发计算方法在治疗学和计算机辅助药物设计中的卓越应用

自然启发计算方法在治疗学和计算机辅助药物设计中的卓越应用

1 引言

生物体展现出了极其先进的学习、决策和处理能力，这使它们能够生存和繁衍。自然界一直是众多医学和技术发展的灵感源泉。在计算机科学中，同步性、并行性、分布性、多功能性、健壮性、灵活性、敏感性、明显的重复性、协作性和协调性是软件开发的特点。自然界有着类似的、独特的、分散的和聚合的行为方式。自然启发技术非常适合解决具有这些特性的计算问题。

需要进行严谨的医学和工程研究，以有效地将这些算法、策略和基础设施应用到新兴的计算环境中。这些受自然启发的策略开发了许多算法来解决搜索和优化问题。

自然启发计算（NIC）是一个全新的领域，它试图通过观察自然现象如何解决复杂问题，来增加新的计算策略。这催生了重要的研究，产生了神经网络、群智能、进化计算和人工免疫学等新分支。NIC技术应用于物理学、生物学、工程学、经济学或事件管理等领域。自然系统是发明新智能结构的丰富思想源泉。群智能是基于自然群体、蚁群、蜂群、细菌的组织行为和河流（水滴的组织）等的研究领域。进化计算、神经网络、时间自适应自组织映射、DNA计算、类电磁优化和智能水滴等技术在一定程度上基于或借鉴了自然现象。

NIC技术在治疗学中最新的应用实例是COVID - 19大流行。随着病毒在全球呈指数级传播，卫生系统处于高度警戒状态。当时没有可用的药物或疫苗来控制传播。计算机辅助药物设计（CADD）被用于识别治疗COVID - 19的药物。根据最近的一项研究，机器学习技术（如复杂神经网络CNN）在药物发现方面比典型的分子对接方法快得多。由于计算智能方法，对超过100,000种化合物进行了虚拟筛选。它是快速药物发现、开发和治疗新疾病的宝贵工具。下面我们深入探讨NIC技术的历