基本信息
书名：胚胎型仿生自修复技术
定价：58.00元
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：12k
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
智慧之种：探寻生命起源与未来形态的奥秘 在浩瀚的生命宇宙中，我们总被那些精妙绝伦的设计所震撼。从一颗微小受精卵如何发育成为一个复杂而完整的生命体，到生物体如何在损伤后展现出令人惊叹的自愈能力，这一切都蕴含着深邃的智慧和无限的可能。本书将带领读者踏上一场穿越时空的探索之旅，追溯生命最古老、最根本的蓝图——胚胎发生，并在此基础上展望未来生物技术发展的璀璨前景。 一、胚胎的宏伟序曲：生命孕育的奇迹 生命的起源并非一场突如其来的事件，而是一个精心编排、层层递进的宏伟序曲。本书将深入解析生命孕育的早期阶段，聚焦于“胚胎型”这一概念。我们并非探讨具体的某个物种的胚胎发育过程，而是将其视为一种普遍性的、跨越物种的生命发育模式。 1. 细胞的舞蹈：分化与形态发生的奥秘 一切生命皆始于单细胞。然而，这个看似简单的起点，却孕育着无限的复杂性。本书将详细阐述细胞如何从最初的均一状态，通过一系列复杂的信号传导和基因表达调控，逐步分化成具有特定功能和形态的细胞类型，如神经细胞、肌肉细胞、造血细胞等。我们将揭示细胞分化的分子机制，包括关键的转录因子、信号通路以及表观遗传学的调控作用。 更重要的是，我们将聚焦于“形态发生”——细胞如何协同合作，在三维空间中精确地组织自身，形成复杂的组织、器官和整体的生命结构。这其中涉及细胞的增殖、迁移、粘附、凋,以及细胞外基质的重塑等一系列动态过程。我们将借用宏观的视角，理解细胞间的沟通与协调，如何如同一个精密的工程项目，在时间与空间的双重约束下，最终勾勒出生命体的基本轮廓。 2. 模式的形成：从简单到复杂的蓝图 胚胎发育并非漫无目的的生长，而是在高度有序的“模式”指导下进行的。本书将探讨这些模式是如何被建立和维持的。从早期胚胎的极性建立，到身体轴线的确定（如头尾、背腹），再到肢体、器官的精确位置形成，每一个环节都离不开一套内在的“蓝图”。我们将深入理解这些模式信息是如何在细胞间传递和解读的，以及其中的遗传调控网络如何确保发育过程的精确性。 本书不会局限于特定物种的形态发生，而是会提炼出胚胎发生过程中普遍存在的原则和策略。例如，化学梯度信号如何引导细胞的行为，机械力在形态塑造中的作用，以及基因表达的空间和时间特异性如何精确控制发育进程。我们将通过类比和抽象化的方式，揭示生命孕育过程中那些超越物种界限的通用法则。 3. 学习与适应：生命的内在驱动力 胚胎发育并非完全预设，而是一个充满学习和适应的过程。细胞在发育过程中会不断地接收和整合环境信息，并据此调整其行为。这种内在的“学习”能力，使得生命能够在不确定性中保持稳健的发育。本书将探讨胚胎如何应对外界的干扰，以及其内在的补偿和纠错机制。 我们将聚焦于发育过程中那些具有鲁棒性的关键节点，以及它们如何确保即使在局部出现偏差的情况下，整体发育也能朝着正确的方向进行。这种内在的适应性，不仅是生命得以繁衍的关键，也为我们理解和干预发育过程提供了重要的启示。 二、仿生学的视角：从生命中汲取灵感 生命是自然界最杰出的工程师，其亿万年的演化历程积累了无数精妙的设计。仿生学正是致力于从生命体及其生物过程中汲取灵感，以创造更高效、更环保、更智能的技术。本书将从仿生学的角度，审视胚胎发育的智慧，并将其转化为解决现实问题的技术理念。 1. 模块化与层级性：构建复杂系统的智慧 胚胎发育过程展现出高度的模块化和层级性。一个复杂的生命体，是由许多相对独立的模块（如器官、组织）构成的，而这些模块又由更小的亚模块组成。这种结构化的设计，使得生命体能够高效地构建和修复自身。我们将分析这种模块化和层级性原则如何在生命体的设计中体现，并思考如何将其应用于人工系统的设计中，以实现更强的可扩展性和可维护性。 2. 自组织与自适应：动态演进的力量 胚胎发育过程中的形态形成，往往不是由外部指令精确控制，而是由细胞间的局部相互作用驱动的“自组织”过程。这种自组织能力使得系统能够在无需中心控制的情况下，涌现出宏观的有序结构。同时，胚胎还具备高度的“自适应”能力，能够根据环境变化调整发育策略。本书将探讨自组织和自适应的原理，以及如何将这些原理应用于设计能够自主学习、自我修复和应对不确定性的技术系统。 3. 绿色与可持续：生命的低能耗智慧 生命体的发育和运作，往往是在极低的能量消耗和极少的废物产生下进行的。与人类建造的复杂工程相比，生物体展现出惊人的绿色和可持续性。本书将从这个角度出发，审视胚胎发育过程中的物质和能量利用效率，并思考如何借鉴这种低能耗、低污染的模式，开发更符合可持续发展理念的工程技术。 三、自修复的未来：生命韧性的技术传承 生物体的自修复能力是其最令人惊叹的特性之一。从伤口愈合到组织再生，生命体拥有强大的自我修复和维持完整性的机制。本书将聚焦于“自修复技术”的理念，并将其与胚胎发育的智慧相结合，展望未来的技术发展方向。 1. 损伤识别与信号传导：修复的“眼睛”与“大脑” 当生物体受到损伤时，首先需要能够准确地识别损伤的类型和程度。本书将探讨生物体如何通过一系列分子信号，感知损伤并启动修复程序。我们将研究这些信号传导通路，并思考如何将其模拟，设计能够自主检测和报告自身缺陷的人工系统。 2. 细胞迁移与再生：修复的“施工队” 受损的组织需要“施工队”来修复。在生物体内，这通常涉及到细胞的迁移、增殖和分化，以填补损伤区域并重建组织结构。本书将深入分析细胞在修复过程中的行为，以及调控这些行为的关键因素。我们将探讨如何通过工程化的细胞、生物材料或信号分子，实现人工系统的精准修复。 3. 材料的“记忆”与“学习”：主动修复的可能 与被动等待损伤不同，一些生物体甚至展现出“主动”修复的倾向。例如，某些植物能够在不利环境下调整生长策略，以规避潜在的损伤。本书将探索材料的“记忆”与“学习”能力，即材料是否能够“记住”其正常状态，并在检测到偏差时主动采取修复措施。我们将探讨基于化学、物理或信息学原理，设计能够模拟这种主动修复能力的智能材料。 4. 仿生学在自修复材料与系统中的应用 本书将汇集一系列前沿的仿生学研究成果，展示如何借鉴胚胎发育和生物自修复的原理，开发新一代的自修复材料和系统。例如，模拟胚胎中细胞外基质的结构和成分，设计具有自我愈合能力的聚合物；借鉴生物体内的信号传导机制，开发能够主动响应损伤的智能涂层；利用仿生学原理，构建能够自主检测、诊断和修复故障的复杂工程系统。 结语 “胚胎型仿生自修复技术”并非一个单一的技术领域，而是一个融合了生命科学、材料科学、工程学和信息科学等多学科交叉的宏大愿景。本书旨在打开一扇窗，让读者得以窥见生命最深层的智慧，并激发对未来技术发展的无限遐想。从微观的细胞层面到宏观的系统设计，生命的精妙无处不在。通过深入理解胚胎发育的规律和生物体的自修复机制，我们有望创造出更具韧性、更智能、更可持续的未来技术，让科技的进步真正服务于生命，与生命和谐共生。
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