生物控制論模型英文解釋翻譯、生物控制論模型的近義詞、反義詞、例句
英語翻譯:
【計】 biscybernetic model
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
控制論模型的英語翻譯:
【計】 cybernetic model
專業解析
生物控制論模型是控制論與生命科學交叉領域的重要研究工具,其核心在于運用數學建模和系統分析方法研究生物體的調控機制。該概念可分解為三部分:
- 生物系統:指具有自我調節能力的生命單元,例如神經回路、内分泌系統或生态系統;
- 控制論原理:基于諾伯特·維納提出的反饋調節理論,強調通過信息傳遞實現系統穩态,如體溫調節中的負反饋機制;
- 數學表征:常用微分方程或狀态空間模型描述生物變量間的動态關系,典型公式為:
$$
frac{dx}{dt} = f(x,u,t)
$$
其中$x$代表系統狀态變量,$u$為控制輸入。
在醫學工程領域,該模型已成功應用于人工胰腺研發,通過血糖濃度實時監測與胰島素輸注的閉環控制實現糖尿病治療。生态學中則用于預測種群動态,如洛特卡-沃爾泰拉方程描述的捕食者-獵物關系:
$$
begin{cases}
frac{dN}{dt} = rN - aNP
frac{dP}{dt} = baNP - mP
end{cases}
$$
其中$N$為獵物數量,$P$為捕食者數量。
權威參考文獻:
- 《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)
網絡擴展解釋
生物控制論模型是應用控制論原理和方法,對生物系統的信息處理、調節控制過程進行抽象化描述的數學或理論框架。以下是其核心要點:
1.定義與核心原理
生物控制論模型以生物體中的控制與信息過程為研究對象,通過建立邏輯或數學表達式,模拟生物系統的動态調節機制。其核心原理包括:
- 信息傳遞與反饋:強調生物系統内信息的接收、傳遞、存儲及反饋(如神經系統的信號傳導、内分泌系統的激素調節)。
- 狀态變量與參數:用數學參數表征生物系統的功能特性(如血壓調節中的壓力傳感器模型)。
2.模型類型
- 開環控制模型:僅包含單向信息流,無反饋回路(如某些簡單的代謝反應)。
- 閉環控制模型:包含雙向信息流和反饋機制(如體溫調節、血糖平衡)。
3.應用領域
- 醫學研究:構建疾病機制模型(如心血管系統動力學模型、神經退行性疾病的信號通路模拟)。
- 仿生學與人工智能:通過模拟生物控制機制開發仿生系統(如人工神經網絡、機器人運動控制)。
4.建模方法
- 系統辨識:通過實驗數據确定模型參數(如代謝通量分析)。
- 理論推導:基于生物物理或化學原理構建方程(如Hodgkin-Huxley神經元模型)。
5.學科關聯
生物控制論模型是交叉學科産物,與仿生學、生物醫學工程密切相關,但更側重理論機制而非直接應用。
如需進一步了解具體模型案例或數學表達,可參考、4、8、10等來源。
分類
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