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生物控制论英文解释翻译、生物控制论的近义词、反义词、例句

英语翻译:

【计】 biocybermetics; biocybernetics; living cybernetics
【化】 biocybernetics; biological cybernetics

相关词条:

1.biocybernetics  2.biocyberneties  

分词翻译:

生物的英语翻译:

being; biota; creature; life; living beings; organism
【化】 biology
【医】 bio-; living being; organism

控制论的英语翻译:

【计】 cybernetics
【化】 cybernetics
【医】 cybernetics
【经】 cybernetics; theory of control

专业解析

生物控制论(Biocybernetics)是控制论在生命科学领域的应用分支,它研究生物系统中的信息传递、调节控制和反馈机制。该学科通过数学模型和工程学原理,分析生物体如何感知环境、处理信息并维持稳态。其核心在于揭示生物体(从细胞到生态系统)中存在的“控制-反馈”系统规律。

一、核心概念解析

  1. 系统建模

    将生物体视为动态系统,用微分方程或状态空间模型描述其行为。例如,神经冲动传导可用霍奇金-赫胥黎方程建模: $$ Cm frac{dV}{dt} = -sum I{ion} $$ 其中 ( Cm ) 为膜电容,( V ) 为膜电位,( I{ion} ) 表示离子电流。

  2. 信息传递

    生物系统通过化学信号(如激素)、电信号(如神经冲动)实现信息编码与传输。研究重点包括信噪比优化、信息冗余机制等。

  3. 反馈调节

    负反馈维持稳态(如体温调节),正反馈放大信号(如血液凝固)。下丘脑-垂体-肾上腺轴(HPA轴)是经典案例,通过皮质醇反馈抑制促肾上腺皮质激素释放。

二、典型应用领域

三、研究意义

生物控制论架起了生命科学与工程学的桥梁,不仅深化了对生命本质的理解(如揭示基因调控网络中的鲁棒性设计,还推动了仿生机器人、智能假肢等跨学科技术的发展。


参考文献

  1. Wiener, N. Cybernetics: Or Control and Communication in the Animal and the Machine. MIT Press, 1948.(经典理论奠基)
  2. Klipp, E. et al. Systems Biology in Practice. Wiley-VCH, 2016.(生物系统建模方法)
  3. National Institutes of Health. "Biocybernetics in Medical Applications." NIH Research Portfolio, 2023.(医学应用权威报告)

网络扩展解释

生物控制论是控制论与生物学交叉形成的学科,主要运用控制论的概念、原理和方法,研究生物系统的信息传递、调节控制规律及内在机制。以下从定义、核心内容和应用领域三方面详细解释:

一、定义与理论基础

生物控制论由诺伯特·维纳(N. Wiener)在20世纪40年代提出,其经典定义为“关于动物和机器中控制与通信的科学”。它通过将生物体视为信息处理系统,分析其整体功能特性,建立数学模型以揭示生命活动的控制逻辑。例如,人体内的血压、体温等稳态调节过程均涉及反馈机制,与机器的控制原理高度相似。

二、核心研究内容

  1. 信息与控制机制:研究生物体内神经、内分泌、运动等系统的信息传递路径和反馈控制原理,如神经元网络的信息编码与处理。
  2. 多层次建模:涵盖从分子、细胞到器官、个体的多层次控制模型,例如基因调控网络和生态系统动态平衡模型。
  3. 跨系统类比:将生物系统的自适应、自修复特性与工程控制系统类比,为仿生技术提供理论支持。

三、应用领域

四、学科发展

1960年斯坦莱·约里斯(Stanley Joris)的《论生命系统的控制》标志着学科体系初步形成。当前研究已扩展至脑机接口、合成生物学等前沿领域,体现了理论与应用的双向驱动。

若需进一步了解具体模型或案例,可参考权威学术平台如知网()和道客巴巴()的文献综述。

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