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：5
装帧：平装
开本：大32开
商品重量：0.4kg
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内容提要
《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
作者介绍
文摘
序言
《无尽新生：生命潜能的探索与重塑》 引言：生命的韧性与未来的想象 自古以来，人类便对生命的奥秘充满了敬畏与好奇。我们观察着大自然中生生不息的万物，惊叹于它们在损伤后所展现出的惊人恢复力——断肢再生的蜥蜴，迅速愈合的伤口，以及随季节枯荣而又勃发的植物。这些现象不仅激发了我们对生命本质的思考，更点燃了我们探索如何将这份“韧性”融入我们自身科技与生活，以应对日益复杂与脆弱的世界的愿景。 《无尽新生：生命潜能的探索与重塑》一书，正是在这样的背景下应运而生。它并非是一份技术手册，也不是对某一具体科学领域的浅尝辄止。相反，本书是一次横跨生物学、材料科学、工程学、甚至哲学与伦理学的深度对话。我们旨在揭示生命在分子、细胞、组织乃至系统层面所蕴含的自愈与适应的深刻规律，并审视这些规律如何为我们解决当下和未来面临的诸多挑战提供全新视角与解决方案。 本书将带领读者踏上一段激动人心的知识之旅，从生命最基本的构造单元——细胞，到复杂器官系统的运作机制，再到生态系统的动态平衡，层层深入，拨开生命自愈能力的神秘面纱。我们将一起思考：是什么让细胞在受到损伤后能够精准地修复DNA，又是什么机制驱动着组织在经历创伤后有序地再生？我们将探讨生命如何通过微小的变化，悄无声息地适应环境的压力，并在必要时进行精妙的“自我重塑”。 然而，《无尽新生》的野心远不止于纯粹的知识科普。它更是一份关于未来的畅想，一份对人类自身潜能的深度挖掘。在本书中，我们将不仅仅停留在“理解”生命，更将聚焦于“借鉴”与“应用”。那些在自然界中司空见惯的生命现象，如果能够被我们以智慧与科技加以模拟、放大甚至超越，将会为人类社会带来何种翻天覆地的变革？ 本书的核心在于“自修复”这一概念的广义解读。我们所关注的“自修复”并非局限于物理层面的材料损坏，而是延伸至生物体的健康维护、环境的生态恢复、甚至社会系统的韧性构建。通过深入剖析生命体内的“修复”机制，我们希望启发读者跳出传统思维模式，以一种更加系统、动态、且充满生命力的视角来看待问题，并积极地去探索和创造那些能够自我维持、自我适应、自我进化的解决方案。 《无尽新生》是一本写给所有对生命、对未来、对创新抱有好奇心与探索欲的读者的书。无论您是科研工作者、工程师、学生，还是仅仅是一位对世界充满求知欲的普通人，本书都将为您打开一扇通往全新认知的大门。它将引导您思考，如何在人造系统中注入生命的智慧，如何让我们的技术更具“生命力”，从而构建一个更加可持续、更加 resilient 的未来。 第一章：生命的原初力量——自愈的万千法则 生命，从最微小的细菌到庞大复杂的哺乳动物，都拥有一种令人惊叹的内在力量：自愈。这种力量并非是魔法，而是演化过程中精密调控的生物化学与物理过程的集合。本章将深入探究生命自愈能力的根源，从最基础的细胞层面展开。 我们将从DNA的自我修复机制开始。DNA作为生命的蓝图，其稳定性的重要性不言而喻。细胞拥有多种复杂的DNA修复通路，能够及时侦测并纠正由于外源因素（如紫外线、化学物质）或内源错误（如复制错误）造成的损伤。我们将详细介绍这些修复通路的工作原理，以及它们如何确保遗传信息的准确传递，从而维持生命的延续。 接着，我们将聚焦于细胞损伤的响应与修复。当细胞受到机械损伤、氧化应激或其他形式的伤害时，会激活一系列信号转导通路。这些通路能够识别损伤区域，招募修复蛋白，启动细胞器的清除（自噬），甚至引导细胞进入程序性死亡（凋亡）以避免对整体造成更大的危害。我们将探讨不同类型的细胞损伤以及它们各自对应的修复策略，例如膜的修复、细胞骨架的重塑等。 组织再生更是生命自愈能力的辉煌体现。我们将解析不同组织和器官在损伤后的再生过程，例如皮肤的创伤愈合、肝脏的代偿性增生、甚至某些低等动物的肢体再生。本书将深入探讨在这一过程中起关键作用的细胞群体，如干细胞和祖细胞，它们如何被激活，如何增殖分化，并最终重建受损的组织结构与功能。我们还将审视细胞外基质在组织修复和重塑中的作用，它不仅为细胞提供支架，更在信号传导和组织形态维持中扮演重要角色。 此外，本章还将触及免疫系统在修复过程中的参与。免疫细胞在清除病原体、清除死亡细胞碎片、以及促进组织重塑等方面发挥着至关重要的作用。我们将探讨免疫系统的精密调控，以及它如何平衡促炎与抗炎反应，以达到最佳的修复效果。 最后，我们将从演化论的视角审视生命自愈能力的起源和发展。是什么样的生存压力塑造了这些复杂的修复机制？它们在不同物种中为何存在差异？通过理解这些基本法则，我们才能更好地把握生命内在的韧性。 第二章：仿生学的启示——模仿生命，超越生命 自然界是古老而卓越的工程师，历经数十亿年的演化，创造了无数精巧绝伦的设计。仿生学正是从中汲取灵感，以自然界的生物结构、功能和过程为蓝本，创造出更高效、更环保、更智能的人造系统。本章将深入探讨仿生学如何将生命自愈的智慧融入非生物领域。 我们将从最直观的材料层面开始。许多材料在受到损伤后会永久失效，而生物材料则能自我修复。本书将介绍一些仿生材料的设计理念，例如在聚合物中引入能够响应损伤信号并重新连接的化学键，或是将微胶囊包裹的修复剂分散到材料内部，当裂纹产生时，胶囊破裂释放修复剂填补裂纹。我们将探讨这些材料如何模拟生物组织的自我修复能力，例如皮肤的愈合过程，从而延长材料的使用寿命，减少浪费。 接着，我们将目光投向宏观结构和系统。例如，鸟类的骨骼结构为何既轻盈又坚固？蜘蛛网的强度是如何实现的？我们将从这些生物结构中学习，设计出更具韧性和抗损毁能力的工程结构，例如仿生蜂窝状结构在航空航天和建筑领域的应用，以及仿生仿生腿部结构在机器人领域的研究。 在能源领域，我们也将看到仿生的身影。植物的光合作用是高效的能量转化过程，而仿生光伏技术则致力于模拟这一过程，以期获得更高效率的太阳能转化。本书将探讨如何通过仿生设计，提高能量收集和储存的效率，实现更清洁、更可持续的能源利用。 此外，仿生学还将触及信息传递与感知。章鱼能够改变皮肤颜色以融入环境，蜜蜂通过舞蹈交流信息，这些生物信息处理与传递方式为我们设计更智能的通信系统和感知网络提供了宝贵的思路。我们将探讨仿生传感器如何模拟生物的触觉、嗅觉甚至视觉，从而实现更精确的环境感知和交互。 本章的关键在于“借鉴”与“创新”。仿生学并非简单的复制，而是对生命智慧的深刻理解，并在此基础上进行创新性设计，以满足人类社会的需求。我们将重点分析仿生学在解决工程难题、提升技术性能、以及实现可持续发展方面所带来的巨大潜力。 第三章：生命潜能的重塑——技术与伦理的交织 当我们将对生命自愈能力的理解与仿生学的创新设计相结合，便开启了对“生命潜能重塑”的无限遐想。本章将探讨如何在人造系统中模拟、甚至超越生命的自愈能力，并审视这一过程所带来的深远的技术影响与伦理挑战。 我们首先将聚焦于“智能材料”与“自适应系统”的发展。想象一下，能够自我修复的电子元件，在轻微损坏后能够自动恢复功能，这将极大地延长电子设备的使用寿命，减少电子垃圾。我们还将探讨自适应建筑材料，它们能够根据环境变化（如温度、湿度）调整自身性能，甚至实现结构损伤的自我修复，从而构建更安全、更节能的城市。 在医疗健康领域，仿生自修复技术将带来革命性的变革。我们将审视如何利用仿生支架和生长因子，促进人体组织的再生，例如心肌的修复、神经的再生。本书将探讨利用微纳机器人进行体内诊断与治疗，它们能够精确靶向病灶，修复受损细胞，甚至递送药物。这将为慢性疾病的治疗、器官移植的成功率，以及延缓衰老带来新的希望。 然而，任何颠覆性的技术都伴随着深刻的伦理考量。《无尽重生》不会回避这些复杂的问题。当我们将生命的自愈能力赋予非生命体时，我们应该如何界定“生命”的边界？当技术能够大幅度延长人类寿命，甚至实现某种意义上的“永生”，社会结构、资源分配、以及个体价值观念将面临怎样的冲击？ 本书将深入探讨“增强”与“治疗”之间的界限。当技术不再仅仅是修复损伤，而是开始“增强”人体机能，我们是否会创造出一个新的“超级人类”群体，从而加剧社会不公？我们还需关注技术滥用的风险，以及如何建立有效的监管机制，确保这些强大的技术能够服务于全人类的福祉。 伦理的讨论将贯穿全书，引导读者在拥抱技术进步的同时，保持审慎的态度。我们将呼吁跨学科的对话，促进科学家、哲学家、伦理学家、政策制定者以及公众之间的深度交流，共同探讨如何在技术发展与人类价值观之间找到平衡点。 第四章：未来的回响——可持续的韧性社会 《无尽重生》的最终目标，是将对生命自愈能力的探索与仿生学创新，转化为构建一个更加可持续、更具韧性的未来社会的动力。本章将展望技术发展可能带来的美好愿景，并提出实现这一愿景的行动方向。 我们将设想一个“自我 healing”的城市。这样的城市不仅拥有能够自我修复的基础设施，还能通过智能化的能源管理系统、高效的废物处理系统，以及能够应对环境变化的生态系统，最大限度地减少对环境的影响。城市中的建筑材料能够根据需求调整形态，交通系统能够智能避堵，居民能够享受更健康、更舒适的生活。 在环境保护领域，仿生自修复技术将为我们提供强大的工具。例如，开发能够自我降解并修复土壤损伤的生物材料，或构建能够自我净化的水处理系统。我们将探讨如何利用仿生设计，恢复被破坏的生态系统，例如珊瑚礁的重建，从而保护生物多样性。 本书还将关注“韧性社会”的构建。一个韧性社会不仅能够应对突发的危机（如自然灾害、流行病），更能从中快速恢复并变得更加强大。我们将探讨如何将仿生自修复的理念应用于社会系统的设计，例如建立更具弹性的供应链，发展更高效的危机响应机制，以及提升社区的互助能力。 实现这一切，需要技术创新、政策支持、教育普及以及公众参与的共同努力。《无尽新生》将呼吁科研机构、企业、政府和社会各界携手合作，共同推动仿生自修复技术的研究与应用。我们将强调教育的重要性，培养下一代具备跨学科思维和创新能力的人才，让他们能够成为未来可持续发展的建设者。 结语：生命的智慧，未来的无限可能 《无尽新生：生命潜能的探索与重塑》之旅即将落下帷幕，但对生命智慧的探索永无止境。本书旨在激发读者对生命内在力量的深刻认知，对仿生学创新的无限想象，以及对构建美好未来的坚定信念。 我们相信，通过深入理解生命的奥秘，并将其智慧巧妙地融入我们的技术与生活，人类能够创造一个更加健康、更加可持续、更加 resilient 的未来。生命的原初力量，正是我们通往无限可能的钥匙。愿您在本书的引领下，开启属于您自己的关于生命、创新与未来的探索之旅。
“胚胎型仿生自修复技术”，光是这个名字就足以让我产生一种前所未有的期待。它似乎触及了生命最核心的奥秘——再生的力量，并且将其与人类最尖端的技术相结合。“胚胎型”让我联想到生命最初诞生的那段神奇时光，细胞如何从简单到复杂，如何精准地自我组织，构建出完整的生命体。这种内在的、近乎完美的“蓝图”和“执行者”是如何运作的？而“仿生”，意味着我们将这种自然的智慧，转化为可以被人类掌控和应用的技术。最后，“自修复”，则是这种技术最令人振奋的应用前景，一种能够自我感知损伤并进行修复的材料，这将彻底改变我们对物质世界的认知。我极其好奇，这本书会如何解释这种“胚胎型”的仿生机制？它是否会深入探讨，科学家们是如何从胚胎发育的早期阶段，比如原肠胚形成、细胞迁移、分化诱导等过程中，提取关键的原理和模型，并将其应用于人工材料的设计？我猜想，书中很可能还会包含一些关于新型智能材料、传感器网络、微流控技术，甚至是纳米机器人的研究进展，这些技术如何协同作用，以实现比传统材料更高级的自修复功能，并最终模拟出胚胎般顽强的生命力。