仿生偏振光導航方法 pdf epub mobi txt 電子書 下載 2025

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高雋，範之國 著

圖書標籤:

• 仿生學
• 偏振光
• 導航
• 生物導航
• 光學
• 傳感器
• 機器人
• 動物行為
• 信息處理
• 控製工程

齣版社： 科學齣版社

ISBN：9787030420978

版次：31

商品編碼：12369949

包裝：平裝

開本：32開

齣版時間：2018-06-01

頁數：188

正文語種：中文

內容簡介

基於自然偏振特性的仿生偏振光導航是利用地球自然屬性之一的大氣偏振模式，獲取羅盤信息的一種新型自主仿生導航方法，涉及生物學、信息科學、光學、大氣科學等多門學科，是多學科的交叉與融閤。本書從自然界的偏振現象齣發，介紹瞭生物的偏振視覺、沙蟻的導航行為學及其偏振光感知機理，在此基礎上詳述瞭仿生偏振光導航傳感器設計、航嚮譯碼模型的建立和大氣偏振模式的特性和錶徵方法，最後介紹瞭基於大氣偏振模式的羅盤信息獲取方法和仿生偏振光導航平颱。

《仿生偏振光導航方法》圖書簡介 一、 探索未知的邊界：仿生學與導航的交匯點 自古以來，人類仰望星空，追逐地平綫，始終渴望突破自然的限製，探索未知的世界。從早期對日月星辰的觀察，到後來精密的羅盤和GPS係統，導航技術的每一次飛躍都極大地擴展瞭人類的活動範圍和認知邊界。然而，在地球上，存在著無數生物，它們以我們難以企及的精準度，在沒有外部光源指示、沒有復雜電子設備的情況下，自由地穿梭於陸地、海洋甚至空中。這些生物的導航能力，蘊藏著解決現代導航難題的寶貴啓示。 《仿生偏振光導航方法》一書，正是將目光投嚮瞭這些微小的、卻擁有非凡導航智慧的生命體。本書並非對現有導航技術進行簡單的羅列或評述，而是深入探究那些在生物界普遍存在的、基於偏振光信息的導航機製。我們將超越傳統的導航範式，聚焦於那些能夠“看見”天空偏振光模式並以此為導嚮的生物，例如，在晴朗無雲的天空中，即使太陽被遮擋，許多昆蟲、鳥類乃至小型哺乳動物，依然能夠精確地辨彆方嚮，這背後隱藏著一套精妙絕倫的偏振光導航係統。 本書的目標，是揭示這些仿生導航方法的“為什麼”和“如何”。我們將從生物學、生理學、光學以及信息科學等多個學科交叉的視角，深入剖析生物體如何感知、處理並利用偏振光信息來構建其內部的方嚮感。這不僅是對自然界奇妙之處的探索，更是為人類的科技創新提供全新的靈感源泉。 二、 天空的隱形地圖：偏振光導航的生物學基礎 天空並非一片均勻的藍色。太陽光在大氣中散射時，會産生具有特定方嚮分布的偏振光。這種偏振光的模式，在晴朗的天空中形成瞭一個“隱形的地圖”，它與太陽的位置緊密相關，並且具有高度的穩定性。例如，在黎明和黃昏時分，即使太陽在地平綫之下，偏振光的模式依然能夠指示其大緻方嚮。 《仿生偏振光導航方法》一書將詳細介紹多種生物是如何感知並利用這一天空隱形地圖的。我們將重點關注以下幾個方麵： 視覺受體： 書中會深入探討生物體內能夠感知偏振光的特殊感光細胞，例如昆蟲復眼中的某些組成單元，以及鳥類視網膜中的特定細胞。我們將分析這些細胞的光學特性、對偏振光方嚮和強度的敏感性，以及它們如何將偏振信息轉化為神經信號。 神經處理通路： 感知到的偏振光信息並非孤立存在，而是會經過生物體內部復雜的神經係統進行處理。本書將解析偏振光信息在神經係統中的編碼、整閤與傳遞過程。我們會討論，生物體是如何從不同方嚮的偏振光信號中提取齣方嚮信息，並將其與記憶、情緒等其他感官信息進行關聯，最終形成可供導航決策的有效信號。 行為學證據： 除瞭生理學上的探究，本書還會引用大量行為學實驗數據，證明生物體確實在進行偏振光導航。我們將分析諸如蜜蜂覓食、螞蟻歸巢、候鳥遷徙等經典案例，通過對這些生物在不同環境下的行為進行觀測和實驗，來驗證其偏振光導航能力。例如，在剝奪瞭其他導航綫索（如地標、磁場）的情況下，生物體是否仍然能夠準確地找到方嚮，這將是重要的論據。 多樣化的導航策略： 並非所有生物都采用完全相同的偏振光導航策略。本書將呈現不同物種的多樣化方法，例如，有些生物可能主要依賴於天空的偏振光模式，而另一些則可能將其與其他導航綫索（如地標、氣味、太陽位置）結閤使用，形成更加魯棒和靈活的導航係統。我們將探討這些策略的演化優勢以及適應性。 三、 破譯仿生密碼：從生物體到技術應用 《仿生偏振光導航方法》的核心價值，在於它將對生物體內隱藏的偏振光導航機製的理解，轉化為可供人類藉鑒和應用的先進技術。本書緻力於揭示從仿生學的“破譯”到技術“創造”的完整過程。 仿生傳感器設計： 藉鑒生物體感光細胞的結構和功能，本書將探討設計新型偏振光傳感器的可能性。這包括但不限於模仿生物感光細胞的陣列結構、光學設計以及材料選擇，以實現高靈敏度、寬視角和低功耗的偏振光探測。我們將分析如何模擬生物體對不同偏振方嚮的響應，從而構建能夠全麵感知天空偏振光模式的傳感器。 信息融閤與算法開發： 偏振光信息並非唯一的導航綫索，在實際應用中，需要將其與其他導航方式（如GPS、慣性導航、視覺地標識彆）進行有效融閤。本書將探討如何開發智能算法，以處理和融閤來自偏振光傳感器和其他導航係統的數據，從而實現更精準、更可靠的定位和導航。這可能涉及到機器學習、模式識彆等先進的計算技術。 抗乾擾與魯棒性增強： 傳統導航係統在某些環境下容易受到乾擾，例如GPS信號在室內或密集城市區域可能失效。偏振光導航因其基於天空的基本光學特性，理論上具有更強的抗乾擾能力。本書將深入研究如何利用偏振光信息來增強導航係統的魯棒性，使其在復雜多變的環境中依然能夠穩定工作。 潛在應用領域展望： 仿生偏振光導航技術具有廣泛的應用前景。本書將對以下領域進行展望： 自主導航係統： 無人機、無人駕駛汽車以及水下機器人等自主導航係統，可以利用偏振光信息作為輔助或主要導航手段，提升其在GPS信號不可用或受乾擾環境下的自主導航能力。 微型導航設備： 仿生偏振光傳感器的小型化和低功耗特性，使其非常適閤集成到微型設備中，例如智能手機、可穿戴設備，為個人導航提供新的解決方案。 環境監測與科學研究： 偏振光傳感器可以用於監測大氣狀態、海洋環境等，而基於偏振光導航的機器人，可以被部署到難以到達的區域進行科學考察。 安防與救援： 在災難救援或搜救行動中，能夠利用天空偏振光進行導航的設備，能夠幫助搜救人員在復雜地形中更有效地行動。 四、 挑戰與未來：邁嚮更廣闊的導航視野 《仿生偏振光導航方法》一書的撰寫，並非僅僅是對現有知識的整理，更是對未來導航技術發展方嚮的探索與思考。我們深知，將仿生學理論轉化為實際應用，仍麵臨著諸多挑戰。 傳感器製造的精度與成本： 製造齣能夠精確模仿生物體感光特性的偏振光傳感器，需要剋服材料科學、納米技術等多方麵的挑戰，如何實現規模化生産並降低成本，是技術推廣的關鍵。 算法的智能化與泛化能力： 如何開發齣足夠智能且能夠適應不同環境和條件的導航算法，是提升係統性能的關鍵。機器學習和人工智能技術將是實現這一目標的重要途徑。 生物信息學的深度挖掘： 盡管我們已經取得瞭一定的進展，但生物體內偏振光導航的許多細節仍有待深入研究。未來的研究需要更精密的生物學實驗手段和計算模型，以更全麵地理解生物的導航機製。 多模態導航的協同優化： 如何將偏振光導航與其他導航技術進行最優化的融閤，以構建齣高性能、高可靠性的混閤導航係統，是未來研究的重要方嚮。 本書的目的，是為研究人員、工程師、學生以及對仿生學和導航技術感興趣的讀者，提供一個係統、深入的視角，瞭解偏振光導航的魅力，並激發他們在這片充滿潛力的領域進行更深入的研究和創新。我們相信，通過對自然界智慧的藉鑒，人類的導航能力將迎來一次新的飛躍，我們將能夠更加自信地探索這個廣闊而未知的世界。 《仿生偏振光導航方法》是一扇門，它開啓瞭通往一個全新的導航視野的大門，在那裏，自然界的精妙設計與人類的科技創造將完美融閤，共同描繪齣未來導航的壯麗藍圖。

評分☆☆☆☆☆

當我看到《仿生偏振光導航方法》這本書時，我的腦海中立刻湧現齣無數的疑問和期待。首先，“仿生”這個詞就意味著它將以自然界的生物為靈感，而“偏振光導航”則點明瞭其核心研究方嚮。我猜想，這本書很可能會深入探討一些生物，比如某些昆蟲（如蜜蜂、螞蟻）或海洋生物（如章魚、魷魚），是如何利用地球磁場之外的另一種導航綫索——偏振光的。例如，它們是否會通過感知天空中的偏振光模式來確定方嚮？是否會利用偏振光來輔助定位，尤其是在能見度低的環境下？我特彆好奇書中是否會包含生物學實驗的細節，比如對這些生物進行行為學觀察，或者分析其視覺係統和神經通路。另外，我也很想知道，這本書是否會進一步探討將這些仿生原理應用於人類科技的潛力，比如開發齣更精準、更高效的導航係統，甚至可能在未來為太空探索或深海探測提供新的解決方案。這本書的標題就顯得非常專業且有深度，我很期待它能夠提供一些前沿的研究成果和獨特的見解。

評分☆☆☆☆☆

這本書的封麵設計就足夠吸引我瞭，那種深邃的藍色背景，加上細膩的仿生觸角和若隱若現的光綫，瞬間就勾起瞭我的好奇心。我尤其對“仿生”這個詞感到著迷，它總能讓人聯想到大自然鬼斧神工的創造力，以及人類從中汲取的智慧。這本書的標題——“仿生偏振光導航方法”，聽起來就充滿瞭科學的嚴謹和探索的未知。偏振光這個概念本身就帶有一些神秘感，而將其與生物導航聯係起來，更是讓人充滿瞭遐想。我腦海中立刻浮現齣那些在茫茫大海中如同羅盤般精準航行的生物，它們是如何感知和利用這看不見的光綫的？是體內的某種傳感器，還是特殊的視覺器官？這本書的齣現，仿佛為我打開瞭一扇通往生物界奧秘的大門，讓我迫不及待地想要深入瞭解這些生物是如何在復雜環境中找到方嚮，又有哪些值得我們人類藉鑒和學習的原理。我非常期待這本書能夠用通俗易懂的方式，揭示這些生物導航的精妙之處，讓我不僅僅停留在錶麵，而是能夠真正理解其背後的科學邏輯和技術應用。

評分☆☆☆☆☆

《仿生偏振光導航方法》這個書名讓我立刻産生瞭極大的興趣，因為我一直對生物界那些令人驚嘆的導航能力充滿好奇。尤其是“偏振光”這個概念，本身就帶有一些科學的嚴謹和神秘感，而將其與“仿生”結閤，則讓我聯想到自然界中那些隱藏的智慧。我很好奇，有哪些生物能夠在廣闊的空間中，僅僅依靠偏振光就能找到方嚮？它們是怎樣感知和處理這些信息的？書中是否會深入探討這些生物的生理結構、視覺係統，甚至是神經信號的傳遞過程？我特彆期待這本書能夠為我們揭示生物界是如何巧妙地利用這種看不見的“導航綫索”來完成遠距離遷徙或是在復雜環境中尋找路徑的。同時，我也對這本書是否會闡述如何將這些仿生原理轉化為實際應用技術感到十分好奇。比如，能否開發齣基於偏振光感知的導航設備，應用於無人機、機器人，甚至是我們日常使用的智能手機？這本書的齣現，為我提供瞭一個絕佳的機會，去瞭解生物智慧的奧秘，並探索其在科技創新方麵的無限潛力。

評分☆☆☆☆☆

這本書的書名《仿生偏振光導航方法》立刻抓住瞭我的眼球，仿佛是一扇通往未知科學領域的神秘之門。我個人對那些能夠模仿生物體巧妙設計和功能性的科學技術非常感興趣，“仿生”一詞就足以讓我産生強烈的共鳴。而“偏振光導航”這個組閤，則讓我聯想到那些在廣闊自然界中，能夠憑藉肉眼不可見的光綫信號來精準定位和前進的生物，這本身就充滿瞭奇幻色彩。我迫切地想知道，這本書究竟是如何描繪這些生物的導航機製的？它們是如何感知和利用偏振光的信息？是藉助特殊的眼部結構，還是依賴其他感官器官？更重要的是，這本書是否會深入探討這些仿生原理如何被我們人類所藉鑒和應用？是否會有關於新型導航技術、傳感器開發，甚至是在機器人、無人駕駛等領域的實際應用案例的介紹？我希望這本書能夠以一種引人入勝的方式，將復雜的科學原理變得清晰易懂，讓我們這些非專業讀者也能領略到生物智慧的偉大以及科技創新的無限可能，這本書的齣現，無疑為我提供瞭一個深入瞭解這一前沿領域的絕佳機會。

評分☆☆☆☆☆

說實話，我一直對那些能夠模擬自然界能力的科技發展趨勢非常關注，而“仿生”恰恰是這一趨勢中的重中之重。這次看到《仿生偏振光導航方法》這個書名，我第一個反應就是，這又是一部能夠連接生物學與工程學、物理學的美妙作品。偏振光，這個在光學領域並不陌生的概念，常常與液晶顯示、攝影濾鏡等聯係在一起，但將其與生物導航結閤，卻是我從未深入思考過的角度。我很好奇，哪些生物能夠利用偏振光來辨彆方嚮？是昆蟲的復眼，還是某些海洋生物的眼睛？它們是如何接收和解讀這些偏振光信息的？這本書是否會從生物學的角度齣發，詳細介紹這些生物的生理結構和神經機製？又或者，它會更側重於工程學和技術層麵，探討如何藉鑒這些生物的原理，研發齣新型的導航設備？我期待它能提供一些具體的案例分析，讓我們看到這些理論如何轉化為實際的應用，比如在無人機、自動駕駛汽車，甚至是在極端環境下的人類探索中。這本書的標題就預示著一種高度的跨學科融閤，這正是現代科技發展最令人興奮的方嚮之一。