แดน กัสฟิลด์
Daniel Mier Gusfieldเป็นนักวิทยาศาสตร์คอมพิวเตอร์ชาวอเมริกัน ศาสตราจารย์เกียรติคุณสาขาวิทยาการคอมพิวเตอร์แห่งมหาวิทยาลัยแคลิฟอร์เนีย เดวิส Gusfield เป็นที่รู้จักจากงานวิจัยด้านการเพิ่มประสิทธิภาพเชิงรวมและชีววิทยาเชิงคำนวณ[ 1 ]
การศึกษา
กัสฟิลด์ได้รับปริญญาตรีวิทยาศาสตร์คอมพิวเตอร์จากมหาวิทยาลัยแคลิฟอร์เนีย เบิร์กลีย์ในปี 1973 ปริญญาโทวิทยาศาสตร์คอมพิวเตอร์จากมหาวิทยาลัยแคลิฟอร์เนีย ลอสแอนเจลิส (UCLA) ในปี 1975 และปริญญาเอกวิทยาศาสตร์วิศวกรรมจากเบิร์กลีย์ในปี 1980 [ 3 ]ที่ปรึกษาปริญญาเอกของเขาคือริชาร์ด คาร์ป[ 2 ]
อาชีพและการวิจัย
Gusfield เข้าร่วมคณะที่มหาวิทยาลัยเยลในสาขาวิทยาการคอมพิวเตอร์ในปี 1980 และออกจากคณะในปี 1986 เพื่อเข้าร่วมภาควิชาวิทยาการคอมพิวเตอร์ที่ UC Davis ในตำแหน่งรองศาสตราจารย์ Gusfield ได้รับแต่งตั้งเป็นศาสตราจารย์ด้านวิทยาการคอมพิวเตอร์ในปี 1992 และดำรงตำแหน่งประธานภาควิชาวิทยาการคอมพิวเตอร์ที่ UC Davis ตั้งแต่ปี 2000 ถึง 2004 Gusfield ได้รับการแต่งตั้งเป็นศาสตราจารย์ดีเด่นในปี 2016 ซึ่งเป็นตำแหน่งสูงสุดในมหาวิทยาลัยแคลิฟอร์เนียที่เดวิส[ 4 ]
งานในช่วงแรกของ Gusfield เกี่ยวข้องกับการเพิ่มประสิทธิภาพเชิงการจัดเรียงและการประยุกต์ใช้ในโลกแห่งความเป็นจริง หนึ่งในผลลัพธ์สำคัญในช่วงแรกของเขาคือการไหลของเครือข่าย ซึ่งเขาได้นำเสนอเทคนิคง่ายๆ ในการแปลงอัลกอริทึมการไหลของเครือข่ายใดๆ ให้เป็นอัลกอริทึมที่สร้างต้นไม้ Gomory-Hu ที่มีชื่อเสียง โดยใช้เพียงรหัสเทียมที่เพิ่มเข้ามาเพียงห้าบรรทัด[ 5 ]การมีส่วนร่วมอีกอย่างหนึ่งคือการจับคู่ที่เสถียร ซึ่งเขาได้มีส่วนร่วมในอัลกอริทึมเวลาพหุนาม[ 6 ] สำหรับปัญหาการแต่งงานที่เสถียร แบบเสมอภาค ที่เสนอโดยDonald Knuthงานของ Gusfield เกี่ยวกับการแต่งงานที่เสถียรส่งผลให้เกิดหนังสือที่เขียนร่วมกับ Robert Irving เรื่องThe Stable Marriage Problem: Structure and Algorithms [ 7 ] ซึ่งได้รับการอ้างอิงมากกว่า 1500 ครั้งในวรรณกรรมทางวิชาการ
นับตั้งแต่ปี 1984 Gusfield ได้ขยายขอบเขตไปสู่ชีววิทยาเชิงคำนวณ ทำให้ Gusfield เป็นหนึ่งในนักวิทยาศาสตร์คอมพิวเตอร์คนแรกที่ทำงานในสาขานี้ ผลงานชิ้นแรกของเขาในด้านชีววิทยาเชิงคำนวณได้รับการเขียนไว้ในรายงานทางเทคนิคของ Yale เรื่องThe Steiner-Tree Problem in Phylogenyบทความตีพิมพ์ฉบับแรกของเขาในด้านชีววิทยาเชิงคำนวณ เรื่อง "Efficient Algorithms for Inferring Evolutionary History" ได้รับการตีพิมพ์เป็นรายงานทางเทคนิคในปี 1988 [ 8 ]และต่อมาได้รับการตีพิมพ์ในวารสารNetworks [ 9 ]ปัจจุบันบทความนี้เป็นบทความของ Gusfield ที่มีการอ้างอิงมากที่สุด บทความของ Gusfield ในปี 1993 เกี่ยวกับการจัดเรียงลำดับหลายลำดับ[ 10 ]เป็นสิ่งพิมพ์แรกที่ได้รับการจัดทำดัชนีใน NIH PubMedภายใต้คำศัพท์ใหม่ว่า "ชีววิทยาเชิงคำนวณ"
อิทธิพลของกัสฟิลด์ต่อการวิจัยวิทยาศาสตร์คอมพิวเตอร์ในยุคแรกเริ่ม โดยเฉพาะด้านชีววิทยาเชิงคำนวณด้วยอัลกอริทึมนั้นมีมากมายมหาศาล งานวิจัยของเขาได้รับการสนับสนุนอย่างต่อเนื่องจากกระทรวงพลังงาน โครงการจีโนมมนุษย์ และมูลนิธิวิทยาศาสตร์แห่งชาติ เขาเป็นสมาชิกของ คณะกรรมการโครงการวิจัยจีโนมมนุษย์ ของกระทรวงพลังงานสหรัฐฯในปี 1991 และเป็นสมาชิกของคณะกรรมการอำนวยการสำหรับโครงการพิเศษของ ศูนย์ DIMACS แห่งรัตเกอร์ส-พรินซ์ตัน ว่าด้วยการสนับสนุนทางคณิตศาสตร์สำหรับชีววิทยาระดับโมเลกุล ตั้งแต่ปี 1994 ถึง 1995 ในปี 1995 เขาร่วมจัดงาน ประชุม Dagstuhlว่าด้วยชีวสารสนเทศระดับโมเลกุล เขาเป็นสมาชิกคณะบรรณาธิการของวารสาร Journal of Computational Biologyมาตั้งแต่เริ่มก่อตั้งในปี 1996 ที่มหาวิทยาลัยแคลิฟอร์เนีย เดวิส เขาเป็นส่วนหนึ่งของกลุ่มสามคนที่เสนอให้พัฒนาศูนย์จีโนมิกส์แห่งมหาวิทยาลัยแคลิฟอร์เนีย เดวิส และดำรงตำแหน่งเป็นสมาชิกคณะกรรมการอำนวยการศูนย์จีโนมิกส์ (1999–2003) และช่วยสร้างชุมชนสหวิทยาการของนักชีววิทยาและนักวิทยาศาสตร์คอมพิวเตอร์ที่ทำงานร่วมกันในปัญหาด้านจีโนมิกส์ ในปี 2004 Gusfield ได้เสนอIEEE/ACM Transactions on Computational Biology and Bioinformatics (TCBB) ซึ่งเป็นหนึ่งในวารสารไม่กี่ฉบับที่มุ่งเน้นเฉพาะด้านวิทยาศาสตร์คอมพิวเตอร์และนักวิจัยทางคณิตศาสตร์ที่ทำงานในชีววิทยาเชิงคำนวณ เขาดำรงตำแหน่งบรรณาธิการบริหารผู้ก่อตั้งจนถึงปี 2009 [ 11 ]และต่อมาดำรงตำแหน่งประธานคณะกรรมการอำนวยการ TCBB เมื่อไม่นานมานี้ เขาได้รับเชิญให้เป็นนักวิทยาศาสตร์รับเชิญที่สถาบัน Simons Institute for the Theory of Computingแห่งมหาวิทยาลัยแคลิฟอร์เนีย เบิร์กลีย์ ในระหว่างโครงการระยะเวลาหนึ่งภาคการศึกษาถึงสองโครงการ (โครงการแรกเกี่ยวกับวิวัฒนาการ และโครงการที่สองเกี่ยวกับความท้าทายเชิงอัลกอริทึมในจีโนมิกส์) นอกจากนี้ กัสฟิลด์ยังเป็นอาจารย์ที่ปรึกษาปริญญาเอกหรือที่ปรึกษาหลังปริญญาเอกให้กับนักวิทยาศาสตร์คอมพิวเตอร์ที่มีชื่อเสียงหลายท่านที่ทำงานด้านการเพิ่มประสิทธิภาพเชิงรวมหรือชีววิทยาเชิงคำนวณ รวมถึงศาสตราจารย์ Oliver Eulenstein (มหาวิทยาลัยไอโอวา สเตท), ดร. Paul Horton (โตเกียว) , ศาสตราจารย์ Ming-Yang Kao (มหาวิทยาลัยนอร์ ทเวส เทิร์น), ศาสตราจารย์ John Kececioglu (แอริโซนา ), ศาสตราจารย์ Yun S. Song (มหาวิทยาลัยแคลิฟอร์เนีย เบิร์กลีย์ และมหาวิทยาลัยเพนซิลเวเนีย), ศาสตราจารย์ R. Ravi (มหาวิทยาลัยซิตี้), ศาสตราจารย์ Jens Stoye (บีเลเฟลด์), ศาสตราจารย์ Lusheng Wang (มหาวิทยาลัยซิตี้แห่งฮ่องกง) และศาสตราจารย์ Yufeng Wu (มหาวิทยาลัยคอนเนตทิคัต)
Gusfield ได้มีส่วนสำคัญในการเปรียบเทียบและวิเคราะห์ลำดับโมเลกุล[ 12 ]การอนุมานแผนภูมิวิวัฒนาการและเครือข่ายวิวัฒนาการ[ 13 ] การกำหนด แฮปโลไทป์ในลำดับดีเอ็นเอ[ 14 ] [ 15 ] [ 16 ]ปัญหาวิวัฒนาการที่สมบูรณ์แบบหลายสถานะโดยใช้ทฤษฎีกราฟคอร์ดัล[ 17 ]และอัลกอริทึมที่รวดเร็วสำหรับการพับอาร์เอ็นเอ[ 18 ] ตั้งแต่ปี 2014 เขาได้มุ่งเน้นไปที่การประยุกต์ใช้และการพัฒนาการเขียนโปรแกรมเชิงเส้นจำนวนเต็มและการใช้ตัวแก้ปัญหาความพึงพอใจในชีววิทยาเชิงคำนวณ
Gusfield เป็นที่รู้จักมากที่สุดจากหนังสือเล่มที่สองของเขาAlgorithms on Strings, Trees and Sequences: Computer Science and Computational Biology [ 19 ] ซึ่งนำเสนอพื้นฐานเชิงอัลกอริทึมของการวิเคราะห์ลำดับโมเลกุลอย่างครอบคลุมสำหรับนักวิทยาศาสตร์คอมพิวเตอร์ และได้รับการอ้างอิงมากกว่า 8400 ครั้งในวรรณกรรมทางวิชาการ[ 1 ]หนังสือเล่มนี้ช่วยกำหนดและพัฒนาจุดตัดระหว่างวิทยาศาสตร์คอมพิวเตอร์และชีววิทยาเชิงคำนวณ หนังสือเล่มที่สามของเขา (หนังสือเล่มที่สองในชีววิทยาเชิงคำนวณ) เกี่ยวกับเครือข่ายวิวัฒนาการ[ 20 ] ซึ่งเป็นแบบจำลองทฤษฎีกราฟของวิวัฒนาการที่ก้าวข้ามแบบจำลองต้นไม้แบบคลาสสิก เพื่อกล่าวถึงกระบวนการทางชีววิทยา เช่น การผสมพันธุ์ การรวมตัวใหม่ และการถ่ายโอนยีนในแนวนอน
หนังสือเล่มที่สี่ของเขา (เล่มที่สามในสาขาชีววิทยาเชิงคำนวณ) ตีพิมพ์ในปี 2019 ชื่อInteger Linear Programming in Computational and Systems Biology: An Entry-Level Text and Course (สำนักพิมพ์มหาวิทยาลัยเคมบริดจ์, 2019. ISBN ) 9781108421768หนังสือเล่มนี้อธิบายถึงเหตุผลและวิธีการที่การเขียนโปรแกรมเชิงเส้นจำนวนเต็ม (Integer Linear Programming) เป็นเทคนิคที่มีคุณค่าสำหรับการแก้ปัญหาเชิงคำนวณในทางชีววิทยา หนังสือเล่มนี้มาพร้อมกับโปรแกรมคอมพิวเตอร์มากกว่าห้าสิบโปรแกรมที่สร้างอสมการที่จำเป็นสำหรับหัวข้อส่วนใหญ่ที่กล่าวถึงในหนังสือ ต่อมา Gusfield และนักศึกษาได้สำรวจการใช้ตัวแก้ปัญหาความพึงพอใจ (Satisfiability-solvers) เพื่อแก้ปัญหาทางชีววิทยาอย่างมีประสิทธิภาพในกรณีที่การเขียนโปรแกรมจำนวนเต็มไม่ได้ผล
หนังสือเล่มที่ห้าของเขาได้รับการตีพิมพ์โดยสำนักพิมพ์เคมบริดจ์ในเดือนมกราคม 2024 มีชื่อว่าProven Impossible: Elementary Proofs of Profound Impossibility from Arrow, Bell, Chaitin, Gôdel, Turing and moreหนังสือเล่มนี้เสนอการพิสูจน์ที่สมบูรณ์และเข้มงวดของทฤษฎีบทที่ลึกซึ้งซึ่งพิสูจน์ถึงความเป็นไปไม่ได้ในหลากหลายสาขา (ฟิสิกส์ เศรษฐศาสตร์ วิทยาศาสตร์ข้อมูล วิทยาศาสตร์คอมพิวเตอร์ คณิตศาสตร์ ตรรกศาสตร์) โดยใช้เพียงเลขคณิตและตรรกศาสตร์อย่างง่าย การพิสูจน์ที่นำเสนอสร้างขึ้นจากการพิสูจน์ที่ง่ายที่สุดและชัดเจนที่สุดที่พบในเอกสารทางวิชาการของทฤษฎีบทที่เดิมทีถือว่ายากมากและสำหรับผู้เชี่ยวชาญเท่านั้น ข้อสมมติฐานของหนังสือเล่มนี้คือ การพิสูจน์ที่ทันสมัยกว่าของทฤษฎีบทเหล่านี้ง่ายกว่าและเข้าใจง่ายกว่ามาก และเมื่อนำเสนอสำหรับบุคคลทั่วไป ก็สามารถเข้าใจได้โดยทุกคนที่มีการศึกษาไม่เกินระดับมัธยมต้นและมีวินัยในการติดตามการให้เหตุผลเชิงตรรกะที่เข้มงวด (พร้อมปากกาในมือ) ปัจจุบันเขากำลังเขียนหนังสือเล่มที่หกให้เสร็จสมบูรณ์ โดยมีชื่อเรื่องว่า "ปัญหาการถอดรหัสที่ไม่เหมือนใคร: ความงดงาม ณ จุดตัดของทฤษฎีการเข้ารหัส การจัดเรียงเชิงผสม พีชคณิต และอัลกอริทึม"
รางวัลและเกียรติยศ
Gusfield ได้รับการแต่งตั้งเป็น Fellow ซึ่งเป็นตำแหน่งสมาชิกสูงสุด จำกัดเพียงหนึ่งเปอร์เซ็นต์ของสมาชิกในสมาคมวิชาชีพสามแห่ง เขาได้รับการแต่งตั้งเป็นFellow ของสถาบันวิศวกรรมไฟฟ้าและอิเล็กทรอนิกส์ (IEEE) ในปี 2015 [ 21 ]สำหรับผลงานด้านการเพิ่มประสิทธิภาพเชิงรวมและชีววิทยาเชิงคำนวณในปี 2016 Gusfield ได้รับเลือกเป็นFellowของสมาคมชีววิทยาเชิงคำนวณระหว่างประเทศ (ISCB) [ 22 ]สำหรับ "ผลงานที่โดดเด่นของเขาในด้านชีววิทยาเชิงคำนวณ โดยเฉพาะอย่างยิ่งงานด้านอัลกอริทึมของเขาในการสร้างต้นไม้แห่งวิวัฒนาการ การวิเคราะห์ลำดับโมเลกุล ปัญหาการเพิ่มประสิทธิภาพในพันธุศาสตร์ประชากร การพับ RNA และการเขียนโปรแกรมจำนวนเต็มในชีววิทยา" เขาได้รับเลือกเป็นFellowของสมาคมเครื่องจักรคำนวณACMในปี 2017 [ 23 ] Gusfield ได้รับการแต่งตั้งเป็นศาสตราจารย์เกียรติคุณ ซึ่งเป็นตำแหน่งคณาจารย์สูงสุดที่ UC Davis ในปี 2016