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生物控制論英文解釋翻譯、生物控制論的近義詞、反義詞、例句

英語翻譯:

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

相關詞條:

1.biocybernetics  2.biocyberneties  

分詞翻譯:

生物的英語翻譯:

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

控制論的英語翻譯:

【計】 cybernetics
【化】 cybernetics
【醫】 cybernetics
【經】 cybernetics; theory of control

專業解析

生物控制論(Biocybernetics)是控制論在生命科學領域的應用分支,它研究生物系統中的信息傳遞、調節控制和反饋機制。該學科通過數學模型和工程學原理,分析生物體如何感知環境、處理信息并維持穩态。其核心在于揭示生物體(從細胞到生态系統)中存在的“控制-反饋”系統規律。

一、核心概念解析

  1. 系統建模

    将生物體視為動态系統,用微分方程或狀态空間模型描述其行為。例如,神經沖動傳導可用霍奇金-赫胥黎方程建模: $$ Cm frac{dV}{dt} = -sum I{ion} $$ 其中 ( Cm ) 為膜電容,( V ) 為膜電位,( I{ion} ) 表示離子電流。

  2. 信息傳遞

    生物系統通過化學信號(如激素)、電信號(如神經沖動)實現信息編碼與傳輸。研究重點包括信噪比優化、信息冗餘機制等。

  3. 反饋調節

    負反饋維持穩态(如體溫調節),正反饋放大信號(如血液凝固)。下丘腦-垂體-腎上腺軸(HPA軸)是經典案例,通過皮質醇反饋抑制促腎上腺皮質激素釋放。

二、典型應用領域

三、研究意義

生物控制論架起了生命科學與工程學的橋梁,不僅深化了對生命本質的理解(如揭示基因調控網絡中的魯棒性設計,還推動了仿生機器人、智能假肢等跨學科技術的發展。


參考文獻

  1. Wiener, N. Cybernetics: Or Control and Communication in the Animal and the Machine. MIT Press, 1948.(經典理論奠基)
  2. Klipp, E. et al. Systems Biology in Practice. Wiley-VCH, 2016.(生物系統建模方法)
  3. National Institutes of Health. "Biocybernetics in Medical Applications." NIH Research Portfolio, 2023.(醫學應用權威報告)

網絡擴展解釋

生物控制論是控制論與生物學交叉形成的學科,主要運用控制論的概念、原理和方法,研究生物系統的信息傳遞、調節控制規律及内在機制。以下從定義、核心内容和應用領域三方面詳細解釋:

一、定義與理論基礎

生物控制論由諾伯特·維納(N. Wiener)在20世紀40年代提出,其經典定義為“關于動物和機器中控制與通信的科學”。它通過将生物體視為信息處理系統,分析其整體功能特性,建立數學模型以揭示生命活動的控制邏輯。例如,人體内的血壓、體溫等穩态調節過程均涉及反饋機制,與機器的控制原理高度相似。

二、核心研究内容

  1. 信息與控制機制:研究生物體内神經、内分泌、運動等系統的信息傳遞路徑和反饋控制原理,如神經元網絡的信息編碼與處理。
  2. 多層次建模:涵蓋從分子、細胞到器官、個體的多層次控制模型,例如基因調控網絡和生态系統動态平衡模型。
  3. 跨系統類比:将生物系統的自適應、自修複特性與工程控制系統類比,為仿生技術提供理論支持。

三、應用領域

四、學科發展

1960年斯坦萊·約裡斯(Stanley Joris)的《論生命系統的控制》标志着學科體系初步形成。當前研究已擴展至腦機接口、合成生物學等前沿領域,體現了理論與應用的雙向驅動。

若需進一步了解具體模型或案例,可參考權威學術平台如知網()和道客巴巴()的文獻綜述。

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