胚胎型仿生自修复技术 李岳 ... [等]著 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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李岳 ...（等）著 著

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• 智能材料
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出版社： 国防工业出版社

ISBN：9787118090536

商品编码：29673004707

包装：平装

出版时间：2014-12-01

基本信息

书名:胚胎型仿生自修复技术

定价：58.00元

售价：36.5元,便宜21.5元,折扣62

作者:李岳 ... 著

出版社：国防工业出版社

出版日期：2014-12-01

ISBN：9787118090536

字数：

页码：

版次：1

装帧：平装

开本：大32开

商品重量：0.4kg

编辑推荐

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内容提要

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　　《胚胎型仿生自修复技术》首先介绍了胚胎型仿生自修复硬件的研究现状与发展趋势，然后分别从原核和真核两个方面对仿生自修复硬件涉及的生物学原理进行了研究探讨，以此为基础，重点论述了胚胎仿生自修复硬件的基本原理和硬件结构，并分别以4×4的乘法器、FIR滤波器和模糊控制器为对象，研究了基于FPGA的仿生自修复硬件、真核仿生阵列和内分泌仿生阵列的设计和实现方法。
　　本书适合于电子系统设计人员及相关研究人员阅读，也可作为电子系统设计、微电子与纳米技术、可靠性设计与维修工程等相关专业研究生和高年级本科生的教材或参考书。

目录

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章 绪论 1.1 引言 1.2 仿生硬件的基本框架 1.2.1 P轴：进化硬件 1.2.2 O轴：复制与再生硬件 1.2.3 E轴：后天学习硬件 1.2.4 混合POE硬件 1.3 胚胎型仿生自修复硬件的研究现状与发展趋势 1.3.1 胚胎电子细胞的结构设计 1.3.2 胚胎电子阵列的发育与自修复 1.3.3 胚胎电子阵列的应用 1.4 全书组织结构第2章 仿生自修复硬件生物学基础 2.1 生物系统的分类与修复层次 2.1.1 生物的分类 2.1.2 生物体的修复层次 2.2 原核生物系统 2.2.1 原核细胞及其结构 2.2.2 原核生物的遗传物质及其特性 2.2.3 原核细胞群落及相互作用 2.2.4 细菌耐药性的形成 2.3 真核生物系统 2.3.1 真核细胞及其结构 2.3.2 生物体的发育 2.3.3 生物细胞的通信 2.3.4 生物体的自修复 2.3.5 生物体的內分泌系统 2.4 本章小结第3章 仿生自修复硬件基本原理 3.1 仿生自修复模型 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 仿生自修复硬件的体系结构 3.2.1 网状结构 3.2.2 总线结构 3.2.3 复合结构 3.3 仿生自修复硬件的故障自检测方法 3.3.1 模块多模冗余 3.3.2 关键信息编码冗余 3.3.3 对称自检测 3.3.4 细胞互检 3.4 仿生自修复硬件的自修复机制 3.4.1 单细胞移除机制 3.4.2 列(行)移除机制 3.4.3 细胞移除机制 3.4.4 Szasz移除机制 3.4.5 Lala移除机制 3.4.6 复合移除机制 3.4.7 自修复机制的可靠性分析 3.5 仿生自修复硬件的实现方法 3.5.1 专用芯片的实现 3.5.2 基于可编程逻辑器件的实现 3.6 本章小结第4章 仿生自修复硬件的基本结构 4.1 仿生电子阵列结构 4.1.1 真核仿生阵列结构 4.1.2 原核仿生阵列结构 4.1.3 內分泌仿生阵列结构 4.2 功能模块结构 4.2.1 基于MUX的基本结构 4.2.2 基于MUX的对称自检结构 4.2.3 基于LUT的基本结构 4.3 输入输出模块结构 4.3.1 传统输入输出模块结构 4.3.2 链状结构布线资源 4.3.3 对称布线连接 4.3.4 內分泌细胞输入输出模块结构 4.4 配置存储模块结构 4.4.1 基于查找表结构 4.4.2 基于移位寄存器结构 4.5 其他常见模块结构 4.5.1 地址模块基本结构 4.5.2 基于扩展海明码的自检模块结构 4.6 本章小结第5章 仿生自修复硬件的设计与实现 5.1 基于FPGA的仿生自修复乘法器 5.1.1 基于FPGA的仿生自修复硬件实现步骤 5.1.2 乘法器详细设计步骤与结果分析 5.1.3 基于原核仿生阵列的乘法器 5.2 基于真核仿生阵列的FIR滤波器 5.2.1 FIR滤波器及其实现结构 5.2.2 FIR滤波器的仿生电子阵列实现基础 5.2.3 仿生自修复FIR滤波器设计 5.2.4 仿生自修复FIR滤波器仿真与验证 5.3 基于内分泌仿生阵列的模糊控制器 5.3.1 一级直线型倒立摆建模 5.3.2 仿生自修复模糊控制器设计及实现 5.3.3 模糊控制器仿真验证 5.3.4 模糊控制器实验验证 5.4 本章小结参考文献

作者介绍

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文摘

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序言

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《生命织锦：生物材料的边界探索》 内容简介 在漫长而艰辛的生命演化历程中，自然界造就了无数令人惊叹的精巧设计。从微观细胞的自组装到宏观生物体的再生修复，生命展现出一种超越人工制造的内在智慧和强大韧性。正是对这种生命奇迹的深入洞察，激发了人类对生物材料的无限遐想与不懈追求。《生命织锦：生物材料的边界探索》一书，便是一次关于理解、模仿并最终超越自然生命体系中核心机制的深度旅程。本书不局限于某个单一领域，而是以一种宏观的视角，审视生物材料学、仿生学、再生医学以及先进制造技术如何汇聚，共同编织出未来材料科学的崭新篇章。 本书首先追溯了人类对生物材料的认知历史，从古代朴素的草药、骨骼应用，到现代高分子、纳米材料的兴起，揭示了人类从“借鉴”到“模拟”的演进过程。我们发现，生命体并非被动存在，而是通过一系列动态、智能的响应机制来维持其结构的完整性和功能的正常运作。这些机制，如自我修复、适应性生长、精准响应外部刺激等，为我们设计和制造更具生命力的材料提供了最宝贵的启示。 进入本书的核心篇章，我们将聚焦于“生命织锦”这一概念。它意味着我们不再仅仅是简单地复制生物的形态，而是致力于理解和复现其内在的“生命力”——那种在损伤发生后能够自我修复，在环境变化时能够自我调整，甚至能够在特定条件下进行生长与演进的能力。这不仅仅是材料学的革命，更是工程学思维方式的深刻转变。 在“自我修复的智慧”章节中，我们将深入探讨生物体是如何在分子、细胞乃至组织层面实现损伤的感知、信号传递以及修复物质的生成与输送的。例如，血管网络如何在外伤后自动“止血”并“重建”，细胞如何精确识别并清除受损成分，以及骨骼如何通过应力感受来优化其结构密度。本书将这些自然界的“编程”语言翻译成工程学的语言，介绍当前科研人员如何通过设计特殊的微胶囊、自愈合聚合物、响应性水凝胶等，在人造材料中模拟这些功能。我们将看到，这些材料能够智能地感知裂纹或损伤，并释放出修复剂，填补空缺，恢复材料的机械性能和功能，从而极大地延长设备的使用寿命，并减少因材料失效带来的安全隐患。 “适应性与响应性材料”是本书的另一大亮点。自然界中的生物体能够根据环境的变化（如温度、湿度、pH值、光照、电磁场等）调整自身的结构和功能。本书将探讨如何通过设计具有“智能”响应性的生物材料，赋予人造材料类似的“生命感”。这包括但不限于：对特定化学信号作出反应，改变颜色或形态；在温度升高时自动展开以散热；在潮湿环境中改变吸湿性；甚至能够根据外部电信号进行形变或能量转换。这些材料的应用前景极为广阔，从智能服装、自适应建筑外墙，到能够根据生理信号实时调整药物释放的生物传感器，都将因这些技术的突破而成为现实。 “再生与构建：生命的蓝图”章节将把视野拓展到更宏大的尺度。生物体不仅能够修复损伤，更能从零开始构建复杂的组织和器官。本书将介绍当前在组织工程和再生医学领域取得的突破，以及如何借鉴生物体的发育机制来设计和制造更复杂的仿生结构。我们将探讨如何利用生物相容性支架材料，结合细胞培养和生长因子，引导细胞分化和组织再生，最终实现受损器官的功能性修复。这不仅对医疗领域具有划时代的意义，也为未来的3D打印技术提供了新的方向，使我们能够打印出具有复杂内部结构和生命活性的“活体”材料。 “从模型到现实：技术瓶颈与未来展望”部分，本书将客观分析当前仿生自修复材料技术所面临的挑战，包括材料的稳定性、成本效益、大规模生产的难题，以及如何更好地实现材料与生物系统的深度融合。同时，也将描绘这项技术未来的发展蓝图，展望其在医疗健康、航空航天、环境保护、能源开发等领域的颠覆性应用。例如，在太空探索中，能够自我修复的航天器材料将大大降低维护成本和风险；在生物医药领域，模拟生物体修复能力的植入物将极大提升患者的生活质量；在可持续发展方面，具有自我修复和再生能力的材料将减少资源消耗和环境污染。 《生命织锦：生物材料的边界探索》旨在为读者呈现一个关于生物材料学的全景图，揭示生命体隐藏在表象之下的深刻智慧。它不仅仅是一本介绍前沿科技的书籍，更是一次对生命本质的哲学思考。通过深入理解生命体的构造与运作逻辑，我们不仅能够制造出更优越的材料，更能从中汲取关于可持续发展、生命力与适应性的宝贵启示，从而为人类创造一个更健康、更智能、更和谐的未来。本书适合所有对生命科学、材料工程、仿生技术以及未来科技发展感兴趣的读者。

评分☆☆☆☆☆

这本书在处理跨学科知识的融合上展现了大师级的功力。它不满足于在单一学科内部做深化，而是大胆地将生物力学、纳米材料学、高级控制论甚至一些混沌理论的元素编织在一起。阅读体验就像是跟随一位博学的向导，穿梭于知识的丛林，每走一步都能发现不同领域知识的交汇点和新的生长点。特别是关于“自适应结构”的章节，作者巧妙地引用了古代建筑的抗震原理与现代细胞膜的动态平衡机制进行类比，这种横向的参照系转换，极大地拓宽了读者的思维边界。它告诉我们，解决未来问题的钥匙，往往隐藏在看似毫不相关的历史经验和自然现象之中。这本书对于那些希望进行跨界创新，或者正在寻求突破学科壁垒的研究人员来说，无疑是一本极具启发性的灯塔，它证明了真正的创新往往发生在学科的边缘地带。

评分☆☆☆☆☆

这本书的叙事风格非常独特，它似乎在刻意地避免那种高高在上的说教口吻，反而采用了一种近乎“田野调查笔记”的记录方式。仿佛作者本身就是一名潜伏在最前沿实验室的观察者，冷静而克制地记录下每一个突破性的瞬间，以及那些伴随突破而来的小规模失败与修正。这种“在场感”使得那些原本可能枯燥的技术细节，立刻鲜活了起来。我仿佛能闻到实验室里特有的气味，感受到研究人员为了一个微小参数调整而付出的巨大心力。这种细腻的、去英雄化个人努力的描写，让整本书的基调显得异常真实可信。它没有过度美化技术攻坚的道路，而是坦诚地展示了科学探索中的挫折、迂回和偶然性。对于那些真正热爱科研过程本身的人来说，这种朴素而有力的叙述，比任何华丽的辞藻都要动人得多，它真正捕捉到了“求知”这一行为的精髓所在。

评分☆☆☆☆☆

这部作品的宏大叙事和精妙细节处理，让人联想到十九世纪那些厚重的、探讨人类命运与技术边界的经典科幻巨著。作者在构建一个全新的生物工程学图景时，展现了惊人的想象力，但更令人称道的是其严谨的逻辑推演。它并非仅仅描绘了未来图景的炫目，而是深入挖掘了这种“仿生自修复”技术在伦理、社会结构乃至哲学层面可能引发的连锁反应。我尤其欣赏作者对于材料科学与生命哲学结合点的探讨，那些关于“何为生命本质”的辩论，被巧妙地融入到技术迭代的过程中，读起来既有学术的深度，又不失故事的张力。全书的节奏控制得非常出色，从开篇对核心概念的铺陈，到中段复杂系统的运作机制的剖析，再到最后对技术成熟后社会形态的预想，一气呵成，让人沉浸其中，几乎忘记了自己是在阅读一本技术前沿的论述，更像是在见证一个新物种的诞生史诗。这种将冷硬的工程学与温热的人性关怀融为一体的写作手法，在当代科技文学中实属罕见。

评分☆☆☆☆☆

读完这本书，我感觉自己像是经历了一场密集的思维风暴，它彻底颠覆了我过去对“修复”与“再生”的固有认知。作者对理论框架的构建如同搭建一座精密的瑞士钟表，每一个齿轮、每一个游丝的咬合都必须恰到好处，才能驱动整个“自修复”机制的完美运转。尤其是一些关键的数学模型和化学反应路径的描述，虽然初看有些晦涩，但作者的笔触总能精准地引导读者抵达其设计的核心洞察点。它强迫你跳出线性的、机械化的思维定势，去理解一种更接近自然界本身所拥有的、高度冗余且适应性极强的系统架构。我个人对其中关于“信息熵的逆转”的讨论特别感兴趣，那部分的内容几乎已经触及到了信息论与生命维持系统的深层交叉点。这本书的价值不仅在于它提出了一个先进的技术方向，更在于它提供了一套思考复杂动态系统的全新认知工具和方法论，是那种需要反复研读，并在不同人生阶段都会有新体悟的宝藏之作。

评分☆☆☆☆☆

从装帧和排版来看，这本书无疑是为深度阅读而设计的，纸张的质感、图表的清晰度都体现了出版方对内容的尊重。内容层面，它展现了一种罕见的成熟与远见。它没有将“仿生”停留在模仿外形，而是深入到了“功能逻辑”和“系统哲学”层面。作者深知，真正的自修复并非简单的零件替换，而是一种基于环境感知和预判的、持续性的、动态平衡的自我维持过程。书中关于“容错性设计”的探讨，尤为深刻，它挑战了传统工程学中对“完美无缺”的执念，转而颂扬了生命体中那种“允许局部错误存在以保证整体存续”的智慧。这种对系统韧性（Resilience）的强调，不仅是技术上的进步，更是一种管理复杂性、应对不确定性的人生态度。读罢全书，我感到一种由衷的敬畏，敬畏于自然界造物的精妙，也敬畏于人类心智能够抵达的探索深度。