生物控制论模型英文解释翻译、生物控制论模型的近义词、反义词、例句
英语翻译:
【计】 biscybernetic model
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
控制论模型的英语翻译:
【计】 cybernetic model
专业解析
生物控制论模型是控制论与生命科学交叉领域的重要研究工具,其核心在于运用数学建模和系统分析方法研究生物体的调控机制。该概念可分解为三部分:
- 生物系统:指具有自我调节能力的生命单元,例如神经回路、内分泌系统或生态系统;
- 控制论原理:基于诺伯特·维纳提出的反馈调节理论,强调通过信息传递实现系统稳态,如体温调节中的负反馈机制;
- 数学表征:常用微分方程或状态空间模型描述生物变量间的动态关系,典型公式为:
$$
frac{dx}{dt} = f(x,u,t)
$$
其中$x$代表系统状态变量,$u$为控制输入。
在医学工程领域,该模型已成功应用于人工胰腺研发,通过血糖浓度实时监测与胰岛素输注的闭环控制实现糖尿病治疗。生态学中则用于预测种群动态,如洛特卡-沃尔泰拉方程描述的捕食者-猎物关系:
$$
begin{cases}
frac{dN}{dt} = rN - aNP
frac{dP}{dt} = baNP - mP
end{cases}
$$
其中$N$为猎物数量,$P$为捕食者数量。
权威参考文献:
- 《Cybernetics: Or Control and Communication in the Animal and the Machine》(MIT Press)
- 《Biocybernetics: Methodology and Applications》(Springer Bioengineering Series)
- 《Mathematical Foundations of Neuroscience》(Springer)
网络扩展解释
生物控制论模型是应用控制论原理和方法,对生物系统的信息处理、调节控制过程进行抽象化描述的数学或理论框架。以下是其核心要点:
1.定义与核心原理
生物控制论模型以生物体中的控制与信息过程为研究对象,通过建立逻辑或数学表达式,模拟生物系统的动态调节机制。其核心原理包括:
- 信息传递与反馈:强调生物系统内信息的接收、传递、存储及反馈(如神经系统的信号传导、内分泌系统的激素调节)。
- 状态变量与参数:用数学参数表征生物系统的功能特性(如血压调节中的压力传感器模型)。
2.模型类型
- 开环控制模型:仅包含单向信息流,无反馈回路(如某些简单的代谢反应)。
- 闭环控制模型:包含双向信息流和反馈机制(如体温调节、血糖平衡)。
3.应用领域
- 医学研究:构建疾病机制模型(如心血管系统动力学模型、神经退行性疾病的信号通路模拟)。
- 仿生学与人工智能:通过模拟生物控制机制开发仿生系统(如人工神经网络、机器人运动控制)。
4.建模方法
- 系统辨识:通过实验数据确定模型参数(如代谢通量分析)。
- 理论推导:基于生物物理或化学原理构建方程(如Hodgkin-Huxley神经元模型)。
5.学科关联
生物控制论模型是交叉学科产物,与仿生学、生物医学工程密切相关,但更侧重理论机制而非直接应用。
如需进一步了解具体模型案例或数学表达,可参考、4、8、10等来源。
分类
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