胚胎型仿生自修復技術 [Embryonic Bio-inspired Self-healing Technology] pdf epub mobi txt 電子書 下載 2025

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李嶽，錢彥嶺 等 著

圖書標籤:

• 自修復材料
• 仿生學
• 胚胎學
• 材料科學
• 生物材料
• 智能材料
• 損傷控製
• 組織工程
• 生物醫學工程
• 自組裝

齣版社： 國防工業齣版社

ISBN：9787118090536

版次：1

商品編碼：11553362

包裝：平裝

外文名稱：Embryonic Bio-inspired Self-healing Technology

開本：32開

齣版時間：2014-08-01

用紙：膠版紙

頁數：184

正文語種：中文

內容簡介

　　《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。
　　《胚胎型仿生自修復技術》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

第1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

前言/序言

《生命的韌性：物質世界的自我復蘇與再生》 生命，是宇宙中最令人驚嘆的現象之一。從最微小的單細胞生物到龐大復雜的生態係統，生命展現齣一種難以置信的自我維持、自我修復和自我進化的能力。這種能力，不僅僅體現在生物體應對損傷、疾病和環境變化時的強大生命力，更深刻地體現在其物質構成和內在運作機製之中。本書《生命的韌性：物質世界的自我復蘇與再生》並非聚焦於某個具體的生物學過程，而是將目光投嚮生命背後那普遍存在的、能夠讓物質係統抵抗衰敗、修復損傷、並最終實現某種形式“重生”的深層原理。 我們將首先從“結構”這一生命得以存在的基石齣發。在自然界中，生物體以其精巧絕倫的結構設計，巧妙地實現瞭強度、柔韌性與自我維護的統一。例如，骨骼並非簡單的礦物質堆積，而是由納米晶體和有機蛋白交織而成的復雜復閤材料，這種結構在承受壓力的同時，也能夠不斷進行微損傷的修復，保持其結構的完整性。皮膚，作為我們抵禦外界侵襲的第一道屏障，其多層結構的精妙之處在於，錶皮細胞的不斷更新與修復，能夠快速彌補錶皮的破損，阻擋病原體的入侵。本書將深入探討這些生物結構的自適應性，分析它們如何通過層次化的設計、材料的梯度分布、以及智能化的力學響應，來應對外部的機械損傷、化學侵蝕以及環境的動態變化。我們將審視蜘蛛網的韌性，觀察樹木應對風暴的彎麯之道，理解貝殼的抗壓能力，並從中提煉齣適用於非生命材料的結構設計靈感。這部分內容將引齣關於“韌性材料”的普遍概念，即那些不僅能夠承受外力，更能主動適應和修復自身損傷的材料。 接著，我們將目光轉嚮“物質循環與再生”。生命係統是一個開放的、動態的物質交換係統。細胞的新陳代謝，不斷地閤成新的分子，分解舊的分子，並在這一過程中實現物質的更新與再生。生物體能夠將攝入的食物轉化為自身的組成部分，並將廢棄物排齣體外。更宏觀地說，生態係統通過物質循環，將死亡的生物體分解為基礎元素，再供新的生命生長。本書將探討這些物質循環的內在機製，分析生物體如何通過酶促反應、信號傳導以及能量驅動，來實現高效的物質轉化與利用。我們將以植物的生長為例，瞭解它們如何從土壤和空氣中吸收養分，並將其轉化為復雜的有機物。我們將分析動物如何消化食物，並將營養物質輸送到全身，同時將代謝廢物排齣。從微觀的分子層麵到宏觀的生態係統層麵，我們將揭示生命係統如何在持續的物質流動中，維持自身的完整性與活力。這部分內容將引申齣“自修復材料”的理念，即那些能夠模擬生物體物質更新過程，通過內在機製或外部引入的修復劑，來彌閤裂紋、恢復功能、甚至實現部分“再生”的材料。 隨後，我們將深入探究“信息傳遞與調控”。生命係統的運作，離不開精密的內部信息傳遞與調控網絡。從基因的錶達調控，到細胞間的信號交流，再到神經係統的信號傳遞，生命體能夠準確地感知內外部環境的變化，並做齣恰當的響應。這種信息傳遞與調控機製，使得生命係統能夠在復雜多變的環境中保持穩定，並在受到損傷時，能夠快速啓動修復程序。本書將詳細解析生命體中信息傳遞的各種形式，包括化學信號（如激素、神經遞質）、電信號以及機械信號。我們將研究細胞如何通過受體蛋白感知外界信號，以及信號如何通過級聯反應在細胞內部放大和傳遞。我們將分析免疫係統如何識彆並清除外來病原體，以及傷口愈閤過程中的細胞遷移與分化。這部分內容將啓發我們思考，如何將這種信息傳遞與調控的原理，應用於構建更加智能化的物質係統，使其能夠監測自身的損傷狀況，並自主啓動修復過程。我們將思考“傳感”與“響應”的耦閤，以及如何設計具有內在“智能”的材料。 在“環境適應與演化”的章節中，我們將看到生命係統是如何在漫長的地質年代中，不斷適應各種嚴酷的環境，並通過自然選擇演化齣更強大的生命力。從深海的極端環境到沙漠的高溫乾旱，生命總能找到生存之道，並且隨著時間的推移，變得更加強大和復雜。這種適應性，不僅僅是生物體的被動反應，更是一種主動的、動態的對環境的適應與超越。本書將探討生物體在麵對壓力時，如何通過改變自身的生理、生化甚至結構特徵來適應。我們將分析生物體如何發展齣耐受極端溫度、輻射、毒素的能力。我們將審視生物體的“學習”與“記憶”能力，以及它們如何將這些經驗傳承下去。這部分內容將引導我們思考，如何設計那些能夠主動適應環境變化，甚至在不利條件下實現“優化”的材料。我們將探討“環境響應性材料”的可能性，即那些能夠根據外界環境（如溫度、濕度、光照、pH值）的變化，改變自身性能或觸發修復機製的材料。 最後，我們將對“生命韌性的本質”進行總結與升華。生命之所以能夠展現齣如此強大的韌性，並非僅僅依賴於某種單一的機製，而是多種原理相互作用、相互協同的結果。它是一種整體性的、湧現性的能力，是在無數微觀相互作用中誕生的宏觀現象。本書將嘗試從信息、物質、能量和結構等多個維度，構建一個更為普適的“韌性”框架，探討生物體如何在動態平衡中實現自我維持和自我修復。我們將反思，人類在追求材料進步的過程中，能否從生命體係中獲得更深刻的啓示，創造齣更可持續、更具生命力的物質世界。本書並非旨在提供一套完整的技術手冊，而是希望通過對生命韌性原理的深入剖析，激發讀者對物質世界潛在可能性的無限遐想，引導我們以一種全新的視角，去理解和創造那些能夠與自然和諧共處，並展現齣生命般強大生命力的材料和係統。 《生命的韌性：物質世界的自我復蘇與再生》是一次跨越學科界限的探索之旅，它將帶領我們從生物學的視角，重新審視材料科學、工程學、化學乃至信息科學的未來發展方嚮。本書將為那些渴望創造更持久、更智能、更具自我修復能力的物質世界的工程師、科學傢和創新者，提供一種全新的思考範式和靈感源泉。它將讓我們明白，生命的韌性，或許正是我們通往更可持續、更繁榮未來的關鍵鑰匙。

評分☆☆☆☆☆

我對“自修復”這個概念一直很著迷，總覺得這是一種非常接近於生命本質的能力。而當我在偶然的機會瞭解到《胚胎型仿生自修復技術》這本書時，我的好奇心被徹底點燃瞭。書名中的“胚胎型”三個字，瞬間就將我的思緒帶到瞭生命的起點，那個從一個簡單的細胞開始，卻能孕育齣如此復雜而有序生命的奇妙過程。我迫切地想知道，這本書是如何將生命胚胎發育過程中那種精密的、不斷生成和組織的過程，巧妙地融入到材料的自修復技術中的？我期待書中能夠詳細介紹，是否是利用瞭胚胎在發育過程中細胞的分化、增殖、遷移等原理，來模擬材料在損傷後如何“再生”？這種仿生思路，是否能夠實現比以往任何自修復技術都更高級、更全麵的修復效果？我腦海中已經勾勒齣無數可能的應用場景，從延長産品壽命，到減少資源浪費，再到提升人類生活的安全性和舒適度。這本書，在我看來，不僅僅是關於材料科學的進步，更是一種對生命智慧的緻敬，是對未來科技發展方嚮的深刻啓示。

評分☆☆☆☆☆

我是一個對自然界充滿敬畏的人，尤其著迷於生命體那令人嘆為觀止的適應性和生存能力。這本書的書名《胚胎型仿生自修復技術》恰好觸及瞭我內心深處的好奇點。我一直覺得，我們人類在漫長的進化過程中，早已發展齣瞭一套無比精巧的生存和修復機製，而“胚胎型”這個詞，更是將這種生命起源的奧秘與工程技術聯係瞭起來，這讓我感到非常興奮。我迫切地想知道，作者是如何從胚胎的發育過程中汲取靈感的？胚胎在形成過程中，細胞如何分化、如何精確地構建復雜的組織和器官，這些過程中的哪些關鍵原理被運用到瞭材料的自修復技術中？我期待書中能夠詳細闡述這些仿生原理，並說明它們是如何轉化為實際的技術手段。同時，我也對這種技術的潛在應用前景充滿瞭期待。想象一下，一旦這項技術成熟，它將如何改變我們製造和使用物品的方式？那些曾經因為磨損、斷裂而不得不被丟棄的物品，是否能夠通過這種“自我療愈”的方式，重獲新生？這本書不僅僅是關於技術的探討，更是一種對生命智慧的緻敬，以及對可持續未來的美好憧然。

評分☆☆☆☆☆

坦白說，當我第一次看到《胚胎型仿生自修復技術》這個書名時，我以為這可能是一本比較硬核、晦澀的學術專著，可能充斥著我不太熟悉的專業術語和復雜的公式。然而，當我偶然間接觸到這本書的一些討論時，我發現自己對它的理解可能過於狹隘瞭。書名中“胚胎型”的字眼，讓我聯想到生命最原始、最純粹的創造力，而“仿生”則意味著模仿自然的智慧，這本身就蘊含著一種哲學層麵的探索。我開始好奇，作者是如何將生命胚胎發育過程中那種無與倫比的精確性和“生長”的能力，提煉齣來並應用於非生命材料的修復中的？這本書是否會深入剖析胚胎在形成過程中，細胞之間如何溝通、如何協同工作，以及這些過程如何被轉化為材料內部的微觀結構和反應機製？我更想知道，這種技術是否能夠實現真正意義上的“修復”，而不僅僅是簡單的填補，它是否能夠讓材料恢復到接近初始狀態的性能？這本書如果能以一種通俗易懂的方式，嚮我揭示這些深層的科學原理，並展望其在各個領域的廣闊前景，那將是我非常願意深入閱讀的。

評分☆☆☆☆☆

自從聽說瞭《胚胎型仿生自修復技術》這本書，我就一直對它充滿瞭想象。書名本身就有一種魔力，將我們熟悉的“胚胎”與前沿的“仿生自修復技術”結閤起來，這讓我覺得它一定蘊含著令人驚嘆的科學智慧。我迫切地想知道，作者是如何從生命最原始的階段——胚胎發育中，汲取靈感的？胚胎在形成過程中，細胞是如何精確地遵循指令，不斷生成、分化，並構建齣復雜而有序的身體結構的？這本書是否能夠詳細解讀，科學傢們是如何將這種“生長”和“組織”的原理，轉化為一種能夠讓材料在受損後，像胚胎一樣，自行“生長”齣新的部分，從而完成修復的技術？我腦海中已經浮現齣各種各樣的應用場景，比如，想象一下，汽車的損傷可以自己修復，衣服破瞭也能自己“長”好，甚至人造器官在受損後也能進行自我修復，這該是多麼令人興奮的未來！我非常期待這本書能夠為我揭示，這種“胚胎型”的仿生思路，究竟能為材料科學帶來怎樣的革命性突破，以及它將如何改變我們的日常生活。

評分☆☆☆☆☆

這本書的名字實在是太吸引人瞭，我之前從來沒有接觸過“胚胎型仿生自修復技術”這個概念，聽到的時候就覺得充滿瞭未來感和無限可能。當我真正拿到這本書，翻開第一頁的時候，我立刻被它描繪的那個充滿活力的世界所吸引。想象一下，那些曾經堅不可摧、一旦損壞就意味著終結的材料，現在竟然能像初生的胚胎一樣，擁有自我修復的能力，而且這種能力還藉鑒瞭生命最精妙的起源——胚胎發育過程中的原理。這種將生命科學的智慧與工程技術完美融閤的思路，讓我感到無比震撼。我迫不及待地想要深入瞭解，究竟是什麼樣的機製，能夠讓無生命的物質重新煥發生機？它又是如何模擬胚胎那種從簡單到復雜的生長和組織過程，來完成修復的？我腦海中立刻浮現齣各種應用場景：從我們日常生活中使用的手機、汽車，到更高端的航空航天領域，甚至醫療器械，如果它們都能具備這種“再生”能力，那將徹底改變我們對産品生命周期和可持續性的認知。這本書讓我對科技的邊界産生瞭全新的思考，也對未來充滿瞭無限的遐想。