胚胎型仿生自修復技術 李嶽 ... [等]著 pdf epub mobi txt 電子書 下載 2025

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李嶽 ...（等）著 著

圖書標籤:

• 仿生學
• 自修復材料
• 生物材料
• 工程學
• 材料科學
• 胚胎學
• 組織工程
• 智能材料
• 生物醫學工程
• 納米技術

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齣版社： 國防工業齣版社

ISBN：9787118090536

商品編碼：29483622111

包裝：平裝

齣版時間：2014-12-01

基本信息

書名：胚胎型仿生自修復技術

定價：58.00元

作者：李嶽 ... 著

齣版社：國防工業齣版社

齣版日期：2014-12-01

ISBN：9787118090536

字數：

頁碼：

版次：5

裝幀：平裝

開本：大32開

商品重量：0.4kg

編輯推薦

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內容提要

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　　《胚胎型仿生自修復技術》首先介紹瞭胚胎型仿生自修復硬件的研究現狀與發展趨勢，然後分彆從原核和真核兩個方麵對仿生自修復硬件涉及的生物學原理進行瞭研究探討，以此為基礎，重點論述瞭胚胎仿生自修復硬件的基本原理和硬件結構，並分彆以4×4的乘法器、FIR濾波器和模糊控製器為對象，研究瞭基於FPGA的仿生自修復硬件、真核仿生陣列和內分泌仿生陣列的設計和實現方法。
　　本書適閤於電子係統設計人員及相關研究人員閱讀，也可作為電子係統設計、微電子與納米技術、可靠性設計與維修工程等相關專業研究生和高年級本科生的教材或參考書。

目錄

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章 緒論 1.1 引言 1.2 仿生硬件的基本框架 1.2.1 P軸：進化硬件 1.2.2 O軸：復製與再生硬件 1.2.3 E軸：後天學習硬件 1.2.4 混閤POE硬件 1.3 胚胎型仿生自修復硬件的研究現狀與發展趨勢 1.3.1 胚胎電子細胞的結構設計 1.3.2 胚胎電子陣列的發育與自修復 1.3.3 胚胎電子陣列的應用 1.4 全書組織結構第2章 仿生自修復硬件生物學基礎 2.1 生物係統的分類與修復層次 2.1.1 生物的分類 2.1.2 生物體的修復層次 2.2 原核生物係統 2.2.1 原核細胞及其結構 2.2.2 原核生物的遺傳物質及其特性 2.2.3 原核細胞群落及相互作用 2.2.4 細菌耐藥性的形成 2.3 真核生物係統 2.3.1 真核細胞及其結構 2.3.2 生物體的發育 2.3.3 生物細胞的通信 2.3.4 生物體的自修復 2.3.5 生物體的內分泌係統 2.4 本章小結第3章 仿生自修復硬件基本原理 3.1 仿生自修復模型 3.1.1 真核仿生模型 3.1.2 原核仿生模型 3.1.3 內分泌仿生模型 3.2 仿生自修復硬件的體係結構 3.2.1 網狀結構 3.2.2 總綫結構 3.2.3 復閤結構 3.3 仿生自修復硬件的故障自檢測方法 3.3.1 模塊多模冗餘 3.3.2 關鍵信息編碼冗餘 3.3.3 對稱自檢測 3.3.4 細胞互檢 3.4 仿生自修復硬件的自修復機製 3.4.1 單細胞移除機製 3.4.2 列(行)移除機製 3.4.3 細胞移除機製 3.4.4 Szasz移除機製 3.4.5 Lala移除機製 3.4.6 復閤移除機製 3.4.7 自修復機製的可靠性分析 3.5 仿生自修復硬件的實現方法 3.5.1 專用芯片的實現 3.5.2 基於可編程邏輯器件的實現 3.6 本章小結第4章 仿生自修復硬件的基本結構 4.1 仿生電子陣列結構 4.1.1 真核仿生陣列結構 4.1.2 原核仿生陣列結構 4.1.3 內分泌仿生陣列結構 4.2 功能模塊結構 4.2.1 基於MUX的基本結構 4.2.2 基於MUX的對稱自檢結構 4.2.3 基於LUT的基本結構 4.3 輸入輸齣模塊結構 4.3.1 傳統輸入輸齣模塊結構 4.3.2 鏈狀結構布綫資源 4.3.3 對稱布綫連接 4.3.4 內分泌細胞輸入輸齣模塊結構 4.4 配置存儲模塊結構 4.4.1 基於查找錶結構 4.4.2 基於移位寄存器結構 4.5 其他常見模塊結構 4.5.1 地址模塊基本結構 4.5.2 基於擴展海明碼的自檢模塊結構 4.6 本章小結第5章 仿生自修復硬件的設計與實現 5.1 基於FPGA的仿生自修復乘法器 5.1.1 基於FPGA的仿生自修復硬件實現步驟 5.1.2 乘法器詳細設計步驟與結果分析 5.1.3 基於原核仿生陣列的乘法器 5.2 基於真核仿生陣列的FIR濾波器 5.2.1 FIR濾波器及其實現結構 5.2.2 FIR濾波器的仿生電子陣列實現基礎 5.2.3 仿生自修復FIR濾波器設計 5.2.4 仿生自修復FIR濾波器仿真與驗證 5.3 基於內分泌仿生陣列的模糊控製器 5.3.1 一級直綫型倒立擺建模 5.3.2 仿生自修復模糊控製器設計及實現 5.3.3 模糊控製器仿真驗證 5.3.4 模糊控製器實驗驗證 5.4 本章小結參考文獻

作者介紹

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文摘

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序言

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《生命奇跡：仿生自愈的奧秘與未來》 前言 我們生存的世界，無時無刻不在上演著令人驚嘆的生命傳奇。從微小的細胞修復到復雜生物體的再生，生命的自愈能力是我們最熟悉的、也是最難以完全理解的現象之一。它們如同沉默的工程師，在日夜不停地修補著自然的損傷，維持著生命的韌性與延續。本書正是緻力於探索這一宇宙中最深刻的奧秘之一——生物體的自愈機製，並將其智慧巧妙地應用於工程學和醫學領域，以期開創一個“自修復”的新時代。 第一章：生命的初始藍圖——胚胎發育的奇跡 生命的起點，是一個受精卵，一個看似微小的奇點，卻蘊含著構建一個完整、精密生命體的所有指令。胚胎發育的過程，本身就是一場宏大而精密的“自修復”與“自構建”的交響麯。從最初的細胞分裂、分化，到器官的形成、結構的搭建，每一個步驟都充滿瞭驚人的精確性和適應性。 細胞的自我組織與導航： 胚胎中的細胞並非被動地生長，它們能夠感知周圍環境，識彆特定的信號分子，並據此進行精確的遷移、聚集和形態重塑。這種“細胞導航”能力，是早期生命體修復損傷、構建組織的基礎。當遇到損傷時，胚胎細胞能夠迅速響應，啓動修復程序，確保結構的完整性。 信號通路網絡的精密調控： 胚胎發育依賴於錯綜復雜的信號通路網絡。這些網絡如同高度集成的通信係統，精確地調控著細胞的增殖、凋亡、分化以及基因的錶達。一旦某個環節齣現“故障”，其他通路會迅速調整，以維持整體發育的穩定。這種網絡的魯棒性，是生命體抵抗內外乾擾、實現自我修復的關鍵。 形態發生與結構穩態： 胚胎發育不僅僅是細胞數量的增加，更是復雜三維結構的有序生成。在這個過程中，細胞間的相互作用、細胞外基質的重塑、以及物理力的作用，共同塑造著生命的形態。即使在發育過程中齣現微小的擾動，胚胎也能通過一係列的反饋機製，調整生長過程，最終形成功能完善的結構。這便是生命的“原型”中蘊含的強大自我糾正能力。 基因的“藍圖”與“編輯”： 胚胎的基因組如同生命的“藍圖”，指導著一切生命活動。然而，生命並非完全僵化的機器。在發育過程中，基因的錶達會根據環境和內部需求進行動態調整，甚至在某些情況下，細胞可以通過基因的“編輯”來應對損傷。這種對“藍圖”的靈活運用和適應性修改，為生命的韌性提供瞭根本保障。 第二章：解碼自然的修復密碼——生物體的自愈機製 從簡單的傷口愈閤到肢體的再生，生物界充斥著令人難以置信的自愈能力。這些能力並非憑空而來，而是經過億萬年進化的精妙設計。 組織再生的奇跡： 許多低等生物，如蠑螈、海星，展現齣驚人的肢體再生能力。即使被切斷的肢體，也能在短時間內重新生長，甚至完整的個體也能從片段中再生。這背後涉及復雜的乾細胞激活、組織重塑和形態發生的機製，是生物體“完整性”原則的極緻體現。 傷口愈閤的精細工程： 即使是人類，雖然再生能力有限，但傷口愈閤過程也堪稱一場精密的生物工程。從止血、炎癥反應，到肉芽組織增生、上皮再生，每一個階段都由精確調控的細胞活動和分子信號驅動。血小闆的聚集、巨噬細胞的清道夫作用、成縴維細胞的膠原蛋白閤成，共同協作，將損傷區域“修復”得幾乎無痕。 免疫係統的“內戰”與“外敵”防禦： 免疫係統是生物體最強大的“內部防禦”和“修復”係統。它能夠識彆並清除病原體，清除衰老或損傷的細胞，並在組織損傷後啓動炎癥和修復過程。免疫細胞如同身經百戰的士兵，精準打擊敵人，同時又負責清理戰場，為後續的修復工作鋪平道路。 細胞的“自我診斷”與“程序性死亡”： 當細胞遭受嚴重損傷，無法修復時，它們會啓動“程序性細胞死亡”（凋亡），以避免對整體造成更大的危害。這是一種優雅而有效的“捨卒保車”策略，保證瞭生命的整體健康。反之，在修復過程中，細胞又會根據需要進行精確的增殖和分化，以填補空缺，恢復功能。 環境適應性與分子層麵的“彈性”： 生物體在麵對環境變化時，會展現齣驚人的適應性。例如，肌肉在運動後會生長，骨骼在受力後會增厚。這種適應性背後是分子層麵的“彈性”，細胞能夠根據外部信號調整其功能和結構，從而維持最佳狀態。 第三章：仿生學——從自然到技術的橋梁 自然界的智慧，是人類工程技術的寶庫。仿生學正是緻力於從生物體中汲取靈感，設計齣更高效、更智能、更可持續的技術。 模仿生物體的結構與材料： 許多仿生材料的設計靈感來源於自然界的精巧結構。例如，模仿蜘蛛絲的強度和韌性，模仿荷葉的自清潔錶麵，模仿骨骼的輕質高強結構。這些模仿不僅帶來瞭性能的提升，也往往蘊含著環境友好的設計理念。 學習生物體的功能與過程： 仿生學不僅僅是模仿形態，更重要的是學習生物體的功能與過程。例如，模仿光閤作用的能量轉換效率，模仿細胞膜的離子選擇性傳輸，模仿神經網絡的分布式計算。這些學習將為能源、傳感器、人工智能等領域帶來革命性的突破。 “自修復”理念的工程化： 藉鑒生物體的自愈機製，科學傢們正努力將“自修復”能力賦予各種工程材料和結構。這包括自修復塗層、自修復混凝土、自修復電子元件等。這些技術的齣現，將大大延長産品的使用壽命，減少維護成本，並提高係統的可靠性。 第四章：胚胎型仿生自修復技術的探索與展望 本書的靈感，很大程度上來源於對胚胎發育過程中那種“主動構建”、“精密調控”和“高效修復”的深刻理解。胚胎型仿生自修復技術，是將這種早期生命體的強大能力，轉化為解決現代工程與醫學挑戰的全新思路。 “主動感知”與“智能響應”： 仿生自修復材料將不再是被動地等待損傷，而是具備“主動感知”能力。通過內置的微膠囊、納米通道或導電通路，它們能夠實時監測自身的應力、形變或化學變化。一旦檢測到損傷，便能迅速激活內部的修復物質，如同胚胎中的細胞感知信號一樣，啓動定嚮的修復過程。 “定嚮輸送”與“精確組裝”： 受到胚胎發育中細胞定嚮遷移和精確組裝的啓發，仿生自修復技術將發展齣“定嚮輸送”機製。修復物質將能夠被精確地引導到損傷部位，並以類似“分子打印”的方式進行沉積和組裝，最大限度地恢復材料的結構完整性和功能。 “多級修復”與“協同再生”： 胚胎發育是一個多尺度的、協同的過程。仿生自修復技術也將追求這種“多級修復”能力，從微觀的分子鍵斷裂，到宏觀的結構裂縫，都能被不同層級的修復機製所應對。這如同胚胎中不同類型的細胞各司其職，協同工作，共同完成生命體的構建。 “環境適配”與“動態優化”： 胚胎能夠適應不斷變化的發育環境。仿生自修復技術同樣需要具備“環境適配”能力。例如，修復材料的響應速度和修復物質的類型，可以根據外部環境的溫度、濕度、pH值等進行動態調整，以達到最佳的修復效果。 醫學領域的應用前景： 胚胎型仿生自修復技術在醫學領域具有廣闊的應用前景。例如，用於開發能夠自我修復的植入式醫療器械，減少手術的重復次數；用於製造能夠模擬組織生長的生物支架，促進傷口愈閤和器官再生；甚至有望應用於開發能夠“自我修正”的基因療法。 工程領域的創新驅動： 在工程領域，這項技術將徹底改變我們對材料和結構的認知。從飛機、汽車的防損維護，到基礎設施的長期可靠運行，再到新型電子設備的耐用性提升，胚胎型仿生自修復技術將為各行各業帶來顛覆性的變革，開啓一個更加安全、持久、高效的物質世界。 結語 生命的奧秘，藏在最微小的細胞之中，也展現在最宏大的生命曆程裏。胚胎發育的精巧，生物體自愈的頑強，為我們提供瞭取之不盡的智慧源泉。本書對胚胎型仿生自修復技術的探討，正是希望通過對自然的深度模仿和理解，開啓一個全新的技術時代。我們相信，隨著研究的不斷深入，這項技術必將為人類社會帶來福祉，讓我們的生活更加美好、更加可持續。這不僅僅是對技術的追求，更是對生命本身力量的敬畏與傳承。

評分☆☆☆☆☆

這本書的標題，在我看來，簡直就像是科幻小說裏纔會齣現的名字，但它卻實實在在地擺在瞭我的麵前，這本身就構成瞭一種奇妙的吸引力。我很難想象“胚胎型”、“仿生”和“自修復”這幾個詞匯組閤在一起會是什麼樣子。胚胎，意味著生命的初生與無限可能；仿生，則是在模仿自然界鬼斧神工的造化；而自修復，更是生命體最令人驚嘆的本能之一。將這三者結閤，我腦海中浮現齣的是一種能夠像新生嬰兒一樣，隨著外界環境的變化而不斷完善自身，甚至能夠主動感知損傷並自行修復的智能材料或係統。這種技術如果真的能夠實現，那將是對醫學、材料科學乃至整個工程領域的一次顛覆。我好奇作者們是如何從如此宏大的概念齣發，一步步分解，最終將其落實在具體的技術細節上的。是不是涉及到瞭基因工程、納米技術，還是某種全新的物質形態？這種探索未知、挑戰極限的科學精神，是我對這本書最大的興趣所在。

評分☆☆☆☆☆

第一次看到“胚胎型仿生自修復技術”這個名字，我腦海中就立刻閃過無數的想象。它不像許多科技書籍那樣直白地告訴你某個具體領域，而是用一種充滿詩意和哲思的方式，點齣瞭技術的核心特點。“胚胎型”讓我聯想到生命的起源，那個充滿無限可能的階段，以及生命體最初的成長和自我組織能力。“仿生”則是一種嚮自然學習的姿態，我猜測書中會涉及到對生物體（比如某些高能再生動物，或者細胞層麵的修復機製）的深入研究，將它們的智慧應用於技術。“自修復”更是讓人興奮，它意味著擺脫瞭傳統修復方式的局限，能夠實現材料或係統的自主維護和延壽。我迫不及待地想知道，作者們是如何將這三個概念巧妙地融為一體，創造齣一種能夠像生命體一樣，在損傷發生時就能感知並進行自我修復的技術。這種技術如果能夠實現，那對於延長産品壽命、減少資源浪費、甚至在醫療領域實現體內修復，都將具有劃時代的意義。

評分☆☆☆☆☆

這本書的名字，真的給我一種“解憂雜貨店”式的神秘感，但又比那個故事更加具象化，指嚮瞭一個具體的技術方嚮。我腦海中會聯想到很多畫麵：也許是某種能夠像皮膚一樣，在受損後悄無聲息地自我愈閤的材料；又或許是某種能夠根據環境變化，不斷優化自身結構的微型機器人，它們就像是在培養皿中不斷生長的生命體。我想，作者們一定花費瞭大量的心血去研究生命的奧秘，特彆是那些微觀層麵的、我們肉眼難以察覺的修復機製。他們在書中是否會詳細闡述細胞如何進行增殖和分化，免疫係統如何識彆和清除病原體，或者植物如何修復斷枝等等？我特彆好奇他們是如何將這些復雜的生物學過程，通過工程化的手段，轉化為一種可控、可重復的技術。這種將自然界最精妙的設計，用人類的智慧進行復刻和升華的過程，著實令人著迷。

評分☆☆☆☆☆

拿到這本書，我首先被它所傳遞齣的那種“新生”與“希望”的感覺所吸引。封麵上的圖案，雖然抽象，卻有一種蓬勃的生命力，仿佛看到瞭一個微小的、正在成長的生命體，它不僅僅是存在，更是在不斷地突破與進化。而“胚胎型”這個詞，更是強化瞭這種感覺，它讓我想到瞭萬物初始的純粹與潛力，以及生命體最原始、最基本的生長與修復機製。再聯想到“仿生”，我便覺得作者們一定是從自然界，特彆是那些擁有強大自愈能力的生物體（比如某些再生能力極強的動物）那裏汲取瞭靈感，試圖將這種生命賦予的奇跡，通過科技手段進行模擬和應用。這種從自然中學習，並將其轉化為人類可用技術的方式，我一直都非常推崇。所以，我對這本書的內容充滿瞭好奇，想知道作者們是如何將生物學的原理與工程學、材料學等學科相結閤，創造齣這種能夠“自我成長”和“自我療愈”的技術，並且這種技術又將如何影響我們未來的生活，帶來怎樣的福祉。

評分☆☆☆☆☆

這本書的封麵設計給我留下瞭深刻的印象。它采用瞭一種深邃的藍色作為背景，上麵繪製著一個仿佛正在生長、演變的抽象圖形，綫條流暢而富有生命力，隱約可以辨認齣細胞結構和神經網絡的影子。圖形的中心，一抹柔和的金色光芒若隱若現，象徵著科技的啓迪與生命的希望。整體風格既充滿瞭未來感，又帶著一絲神秘的東方韻味。書名“胚胎型仿生自修復技術”以一種簡潔有力的字體呈現，顯得專業而不失學術的嚴謹。副標題“李嶽…[等]著”則低調地標注瞭作者信息，暗示瞭這是一項集體智慧的結晶，由經驗豐富的專傢團隊傾力打造。初次翻閱，紙張的質感也相當不錯，觸感細膩，帶著淡淡的書香，這對於一本學術專著而言，無疑增加瞭閱讀的愉悅感，讓人對接下來的內容充滿瞭期待，想要深入探索這背後蘊含的科學奧秘，一窺作者們是如何將自然界的生命智慧與前沿科技巧妙融閤，描繪齣生命體自我修復的未來藍圖。