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探索基于仿生学的生物工程组件设计

时间:2023-06-17 理论教育 版权反馈
【摘要】:仿生学为机械学、物理学、电学与生物学的交叉学科,十分依赖反馈。对听觉神经的多通道进行电子刺激的仿生耳,如果非要与健康耳朵的刺激持平的话,可能还只是一个梦。心脏起搏器必须对身体活动作出反应,人造胰腺可以帮助调节体内的葡萄糖。目前,人造器官和人体的接口还很不成熟。利用神经系统或它的命令、反馈和控制的信号以及从葡萄糖中获取能量可以制造出长效的生物工程组件。

探索基于仿生学的生物工程组件设计

仿生学机械学、物理学、电学与生物学的交叉学科,十分依赖反馈。

对听觉神经的多通道(目前的技术发展水平是大约20个电极)进行电子刺激的仿生耳(Clark 2000),如果非要与健康耳朵的刺激(大约20000个通道)持平的话,可能还只是一个梦。大脑的学习能力与训练(各种形式的反馈)相结合,利用只有人类正常耳朵部分能力的仪器,可以让失聪的人获得正常的生活。如果对健康的听觉神经怎样接受刺激有更好的理解,我们就可以在这项技术上有更多的进步,有极大缩短训练周期的前景。

备件技术的目标并不是我们身体里的某一个器官。大多数器官都可以从反馈和控制概念中获益,毕竟备件替换的身体部分同样利用反馈和控制(与身体其他部分交互作用)实现功能。心脏起搏器必须对身体活动作出反应,人造胰腺可以帮助调节体内的葡萄糖。人造心脏、肺、胃都可以用某种形式获得,可以预见,一整套身体的备件都会出现并且帮助我们生活得更好、更长久。(www.xing528.com)

目前,人造器官和人体的接口还很不成熟。如果与神经(控制和命令)和血液(能量)可以相容的接口出现,可以预见会有更多的进步。利用神经系统或它的命令、反馈和控制的信号以及从葡萄糖中获取能量可以制造出长效的生物工程组件。为了实现这个梦想,我们需要更好的生物学模型以及对生物学和机械/电子设备接口的更深理解。我们所需要的突破点在于理解神经系统中表达信息的编码方式。

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