1.本发明涉及数据处理技术领域，具体为一种基于冷冻电镜的分子运动模拟系统及方法。
背景技术：
2.冷冻电子显微镜技术，简称冷冻电镜，其应用冷冻固定技术，在低温下使用透射电子显微镜观察样品的显微技术，从而获得生物大分子结构，进而实现对生物大分子的研究。而生物大分子的研究在众多领域具有重大意义，例如对于医药领域而言，生物大分子的研究有助于药物的研发和制备，通过生物大分子的分析得知药物分子结构以及药物下的分子作用，从而分析药物所能达到的作用，实现药物的研发和制备。
3.但现有技术中，对生物大分子的研究大多集中在分子结构的分析上，而对于分子运动的研究仍较少，难以实现分子运动的准确模拟。
技术实现要素：
4.本发明的目的之一在于提供一种基于冷冻电镜的分子运动模拟方法，以解决现有技术中无法准确模拟分子运动的技术问题。
5.本发明提供的基础方案一：基于冷冻电镜的分子运动模拟系统，包括：
6.用户终端，用于标记目标物，采集目标物的运动信息；
7.服务器，用于根据运动信息构建分子结构模型和分子动力学模型，根据分子结构模型和分子动力学模型构建三维运动模型。
8.基础方案一的有益效果：
9.用户终端的设置，用于标记目标物，目标物为进行分析和模拟的分子结构，通过标记得知分析对象，同时便于观察分析对象的运动情况，即便于采集目标物的运动信息。
10.服务器的设置，通过运动信息构建分子结构模型和分子动力学模型，通过分子结构模型具象化分析对象的分子结构，通过分子动力学模型分析分子的运动情况，结合分子结构模型和分子动力学模型构建三维运动模型，通过三维运动模型直观的展示分子结构以及分子结构的运动过程，便于对分子结构和分子运动的观察和学习。
11.采用本方案，通过标记的方式实现运动信息的准确采集，通过运动信息分别分析分子结构和分子运动，实现分子结构和分子运动的精准分析，再结合分子结构和分子运动分析结果构建最终分析对象的三维运动模型，与现有技术相比，能更准确的实现分子运动的模拟。
12.进一步，运动信息包括分子结构图像；服务器包括：
13.结构分析模块，用于根据分子结构图像进行三维重建构建分子结构模型。
14.有益效果：结构分析模块的设置，通过对分子结构图像进行图像分析和计算，从而通过二维图像进行三维重建获得三维的分子结构模型，以此得知分子结构。
15.进一步，分子结构图像的数量为多个，结构分析模块用于根据多个分子结构图像
构建多个分子结构模型；服务器还包括：
16.模型筛选模块，用于计算分子结构模型之间的差异值，分别统计各分子结构模型与其余分子结构模型的差异总值，筛选出差异总值最小的分子结构模型。
17.有益效果：在采集运动信息时，采集多张分子结构图像，并基于结构分析模块构建同一分析对象的多个分子结构模型。模型筛选模块的设置，基于分子结构模型之间的差异，对分子结构模型进行筛选，通过差异总值筛选出与其余分子结构模型差异最小的分子结构模型，该分子结构模型与分析对象的真实分子结构更为相似，因此筛选该分子结构模型作为最终的分子结构分析结果，从而提高后续三维运动模型对分子结构模拟的准确度。
18.进一步，运动信息包括分子运动数据；服务器包括：
19.运动分析模块，用于根据分子运动数据构建分子动力学模型。
20.有益效果：运动分析模块的设置，根据分子运动数据构建分子动力学模型，以此得知分子运动情况。
21.进一步，服务器还包括：
22.数据处理模块，用于对分子运动数据进行清洗；
23.运动分析模块用于根据清洗后的分子运动数据构建分子动力学模型。
24.有益效果：数据处理模块的设置，实现对分子运动数据的清洗，例如剔除分子运动中的异常数据、模糊数据，以及填充少量缺失数据等。在运动分析模块构建分子动力学模型时，根据清洗后的分子运动数据进行构建，以此提高分子动力学模型的模拟准确度。
25.进一步，用户终端还用于利用ar技术、vr技术和全息投影技术中的一种显示三维运动模型.
26.有益效果：采用ar技术、vr技术和全息投影技术展示三维运动模型，更为直观、立体的展示分子结构和分子运动，便于对分子结构和分子运动的学习、观察和分析。
27.本发明的目的之二在于提供一种基于冷冻电镜的分子运动模拟方法。
28.本发明提供基础方案二：基于冷冻电镜的分子运动模拟方法，包括以下内容：
29.标记目标物，采集目标物的运动信息；
30.根据运动信息构建分子结构模型和分子动力学模型，根据分子结构模型和分子动力学模型构建三维运动模型。
31.基础方案二的有益效果：
32.目标物为进行分析和模拟的分子结构，通过标记得知分析对象，同时便于观察分析对象的运动情况，即便于采集目标物的运动信息，通过标记的方式实现运动信息的准确采集。
33.通过运动信息构建分子结构模型和分子动力学模型，通过分子结构模型具象化分析对象的分子结构，通过分子动力学模型分析分子的运动情况，结合分子结构模型和分子动力学模型构建三维运动模型，通过三维运动模型直观的展示分子结构以及分子结构的运动过程，便于对分子结构和分子运动的观察和学习。通过运动信息分别分析分子结构和分子运动，实现分子结构和分子运动的精准分析，再结合分子结构和分子运动分析结果构建最终分析对象的三维运动模型，与现有技术相比，能更准确的实现分子运动的模拟。
34.进一步，运动信息包括分子结构图像和分子运动数据，根据运动信息构建分子结构模型和分子动力学模型，包括以下内容：
35.根据分子结构图像进行三维重建构建分子结构模型；根据分子运动数据构建分子动力学模型。
36.有益效果：通过对分子结构图像进行图像分析和计算，从而通过二维图像进行三维重建获得三维的分子结构模型，以此得知分子结构。根据分子运动数据构建分子动力学模型，以此得知分子运动情况。
37.进一步，根据分子结构图像进行三维重建构建分子结构模型，包括以下内容：
38.分子结构图像的数量为多个，根据多个分子结构图像构建多个分子结构模型；
39.计算分子结构模型之间的差异值，分别统计各分子结构模型与其余分子结构模型的差异总值，筛选出差异总值最小的分子结构模型。
40.有益效果：在采集运动信息时，采集多张分子结构图像，并多张分子结构图像构建同一分析对象的多个分子结构模型。基于分子结构模型之间的差异，对分子结构模型进行筛选，通过差异总值筛选出与其余分子结构模型差异最小的分子结构模型，该分子结构模型与分析对象的真实分子结构更为相似，因此筛选该分子结构模型作为最终的分子结构分析结果，从而提高后续三维运动模型对分子结构模拟的准确度。
41.进一步，还包括以下内容：
42.利用ar技术、vr技术和全息投影技术中的一种显示三维运动模型。
43.有益效果：采用ar技术、vr技术和全息投影技术展示三维运动模型，更为直观、立体的展示分子结构和分子运动，便于对分子结构和分子运动的学习、观察和分析。
附图说明
44.图1为本发明基于冷冻电镜的分子运动模拟系统实施例的逻辑框图。
具体实施方式
45.下面通过具体实施方式进一步详细说明：
46.实施例
47.基于冷冻电镜的分子运动模拟系统，如附图1所示，包括用户终端和服务器。
48.用户终端用于标记目标物，采集目标物的运动信息。在本实施例中，用户终端包括用于标记生物样本的标记台，通过标记台对生物样本中的目标物进行标记，目标物可为生物样本中的某一细胞，也可以某一分子结构。运动信息包括分子结构图像和分子运动数据；用户终端还包括冷冻电镜设备和分子运动捕捉仪，分子运动捕捉仪用于捕捉分子运动，采集分子运动数据；冷冻电镜设备用于通过冷冻电镜技术获取分子结构图像。
49.服务器用于根据运动信息构建分子结构模型和分子动力学模型，根据分子结构模型和分子动力学模型构建三维运动模型。具体的，服务器包括结构分析模块、模型筛选模块、数据处理模块、运动分析模块和模型融合模块。
50.结构分析模块用于根据分子结构图像进行三维重建构建分子结构模型。分子结构图像的数量为多个，结构分析模块用于根据多个分子结构图像构建多个分子结构模型。
51.模型筛选模块用于计算分子结构模型之间的差异值。具体的，根据分子结构模型计算分子结构模型的中心，计算中心距分子结构模型边缘的距离，为简化计算，在分子结构模型的边缘上选取预设数量的特征点，预设数量不少于六个，计算中心距分子结构模型边
缘的距离，对比两分子结构模型所计算出的距离生成分子结构模型之间的差异值。在本实施例中，预设数量为六个，以中心为原点构建三维坐标，三维坐标与分子结构模型边缘的六个交点即为特征点，在其他实施例中，预设数量为八个，除三维坐标与分子结构模型边缘的六个交点以外，在分子结构模型的边缘随机选择两个点作为特征点。
52.模型筛选模块还用于分别统计各分子结构模型与其余分子结构模型的差异总值，具体的，累计分子结构模型与其余分子结构模型的差异值生成该分子结构模型的差异总值。模型筛选模块还用于筛选出差异总值最小的分子结构模型。
53.数据处理模块用于对分子运动数据进行清洗，包括异常数据的剔除，在其他实施例中，分子运动数据为连续的数据集合，依次比较相邻两数据集合中数据生成数据差值，判断数据差值是否小于预设的波动阈值，若否，则标记对应数据集合中的数据。在其他实施例中，用户终端还包括用户使用的智能终端，通过智能终端显示被标记的数据，并供用户对标记数据进行修改。
54.运动分析模块用于根据清洗后的分子运动数据构建分子动力学模型。模型融合模块用于根据分子结构模型和分子动力学模型构建三维运动模型。
55.用户终端还用于利用ar技术、vr技术和全息投影技术中的一种显示三维运动模型，在本实施例中，用户终端还包括ar设备，ar设备用于利用ar技术显示三维运动模型。通过ar技术可视化三维运动模型，便于对分子结构和分子运动进行学习、观察和分析。
56.基于冷冻电镜的分子运动模拟方法，使用上述基于冷冻电镜的分子运动模拟系统，包括以下内容：
57.标记目标物，采集目标物的运动信息，运动信息包括分子结构图像和分子运动数据。对生物样本中的目标物进行标记，目标物可为生物样本中的某一细胞，也可以某一分子结构。
58.根据运动信息构建分子结构模型和分子动力学模型，根据分子结构模型和分子动力学模型构建三维运动模型。包括以下内容：
59.根据分子结构图像进行三维重建构建分子结构模型；根据分子运动数据构建分子动力学模型。根据分子结构图像进行三维重建构建分子结构模型，具体包括以下内容：
60.分子结构图像的数量为多个，根据多个分子结构图像构建多个分子结构模型；计算分子结构模型之间的差异值，分别统计各分子结构模型与其余分子结构模型的差异总值，筛选出差异总值最小的分子结构模型。具体的：根据分子结构模型计算分子结构模型的中心，计算中心距分子结构模型边缘的距离，为简化计算，在分子结构模型的边缘上选取预设数量的特征点，预设数量不少于六个，计算中心距分子结构模型边缘的距离，对比两分子结构模型所计算出的距离生成分子结构模型之间的差异值。在本实施例中，预设数量为六个，以中心为原点构建三维坐标，三维坐标与分子结构模型边缘的六个交点即为特征点，在其他实施例中，预设数量为八个，除三维坐标与分子结构模型边缘的六个交点以外，在分子结构模型的边缘随机选择两个点作为特征点。
61.分别统计各分子结构模型与其余分子结构模型的差异总值，筛选出差异总值最小的分子结构模型。具体的，累计分子结构模型与其余分子结构模型的差异值生成该分子结构模型的差异总值。
62.根据分子运动数据构建分子动力学模型，具体包括以下内容：对分子运动数据进
行清洗，根据清洗后的分子运动数据构建分子动力学模型。
63.对分子运动数据的清洗包括异常数据的剔除，在其他实施例中，分子运动数据为连续的数据集合，依次比较相邻两数据集合中数据生成数据差值，判断数据差值是否小于预设的波动阈值，若否，则标记对应数据集合中的数据。在其他实施例中，用户终端还包括用户使用的智能终端，通过智能终端显示被标记的数据，并供用户对标记数据进行修改。
64.利用ar技术、vr技术和全息投影技术中的一种显示三维运动模型。在本实施例中，利用ar技术显示三维运动模型。通过ar技术可视化三维运动模型，便于对分子结构和分子运动进行学习、观察和分析。
65.以上所述的仅是本发明的实施例，方案中公知的具体结构及特性等常识在此未作过多描述，所属领域普通技术人员知晓申请日或者优先权日之前发明所属技术领域所有的普通技术知识，能够获知该领域中所有的现有技术，并且具有应用该日期之前常规实验手段的能力，所属领域普通技术人员可以在本技术给出的启示下，结合自身能力完善并实施本方案，一些典型的公知结构或者公知方法不应当成为所属领域普通技术人员实施本技术的障碍。应当指出，对于本领域的技术人员来说，在不脱离本发明结构的前提下，还可以作出若干变形和改进，这些也应该视为本发明的保护范围，这些都不会影响本发明实施的效果和专利的实用性。本技术要求的保护范围应当以其权利要求的内容为准，说明书中的具体实施方式等记载可以用于解释权利要求的内容。