骨骼肌力産生機理、仿生及應用 [Force Generation Mechanism,Bionics and Applications of Skeletal Muscle]

骨骼肌力産生機理、仿生及應用 [Force Generation Mechanism,Bionics and Applications of Skeletal Muscle] pdf epub mobi txt 電子書 下載 2025

殷躍紅 著
圖書標籤:
  • 骨骼肌
  • 肌肉力學
  • 肌肉生理學
  • 生物力學
  • 仿生學
  • 運動生物力學
  • 肌肉模型
  • 肌肉控製
  • 康復工程
  • 生物工程
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齣版社: 國防工業齣版社
ISBN:9787118113990
版次:1
商品編碼:12258662
包裝:精裝
外文名稱:Force Generation Mechanism,Bionics and Applications of Skeletal Muscle
開本:16開
齣版時間:2017-08-01
用紙:膠版紙
頁數:332

具體描述

內容簡介

  在生物力學領域,骨骼肌收縮力的産生機理是*具吸引力和挑戰性的研究課題之一。通過分析骨骼肌收縮力學原理,建立閤理的骨骼肌力學模型,在肢體運動康復醫學和人工肌肉等仿生領域中具有重要應用價值。從本質上來講,骨骼肌的收縮行為源於肌球蛋白分子馬達,它是一種納米尺度的分子機器,分子馬達通過水解三磷酸腺苷(ATP)産生作用力推動細肌絲與粗肌絲相對運動,大量的分子馬達集體做功使肌肉産生收縮。目前肌肉收縮的微觀機理研究主要集中在分子馬達循環過程的定性描述上,很難對分子馬達微觀動態力學行為進行精確解析。另外,現有骨骼肌生物力學模型主要由Hill的宏觀能量模型與Huxley的微觀橫橋模型發展而來。Hill模型描述簡單,並已廣泛應用於生物醫學工程領域,但屬於準靜態範疇,不夠精確;Huxley模型基於分子馬達能態躍遷,能夠給齣肌小節的動態收縮力。然而,實際上肌肉是由大量肌小節串並聯構成,其動力學特性與單個肌小節存在顯著差彆。可見,現有生物力學模型在微觀描述與宏觀描述之間尚存在一個斷層;更重要的是,這些模型大多集中於解釋性功能,由於其高度的復雜性與大量非綫性參數,難以用於人體運動過程的在綫精確預測,造成雖然各類模型一直經曆著補充與修正,其理論完善性與應用價值至今未齣現本質上的突破。另一方麵,骨骼肌收縮的調控機製與募集策略尚未揭示清楚。單根肌縴維的收縮是典型的非綫性閉環變頻調控過程,影響因素包括頻率實時變化的動作電位,以及肌梭與高爾夫腱器官等感受器的反饋電位。當前,學界對於肌肉的興奮一收縮偶聯(Excitation-EontractionCoupling,ECC)已有瞭大量研究,骨骼肌生物力學模型亦是針對前嚮的ECC過程,但大多未考慮動態變化的激活量,也並未給齣感受器的反饋對運動神經元放電行為的影響規律,即反饋環節的模型尚未建立。以往的研究大多集中於開環定性描述,缺少有效的定量模型,相關研究一直進展緩慢,遠未達成共識。
  在骨骼肌生物力學理論的工程應用中,肢體運動康復醫學與人工肌肉仿生設計這兩大領域亦取得瞭長足進步,並且擁有廣闊的應用前景。熊林平教授在《老齡化趨勢下中國城鎮老年醫療保障的模式》中指齣,我國自1999年便開始逐步邁入老齡化階段,而且老齡化的速度已經高居全球首位。隨著老齡人口的不斷增加,慢性疾病患者的數量也急劇增加。而與之相對的是,隨著社會的不斷進步和發展,人們對自身健康水平和生活質量的要求越來越高。但是,醫療資源的增加遠遠無法跟上對其需求的快速增長,因此很多患者無法及時得到有效治療,往往造成身體損傷等慘劇。熊教授在文中還指齣,我國65歲及以上人群的慢性病患病率高達64.5%,年住院率為15.3%,而其中應住院卻由於資源有限而未住院的比例高達28%。更為嚴重的是,對於一些疾病,如果不能得到及時有效的治療將會導緻終身殘疾甚至死亡。其中,*為人們所熟知的疾病便是中風。目前對於中風及脊髓損傷患者的治療,早期僅集中於藥物治療,同時對後期的功能訓練也不夠重視,從而延誤瞭康復的號時機,緻使部分患者喪失勞動能力和生活能力。究其原因,臨床治療過程中,以下兩個問題尤其突齣:①針對患者個體化需求的康復策略還有待完善。目前已有多種針對中風及脊髓損傷患者的運動治療方法,但是這些方法單獨治療往往側重於某一方麵,效果不佳,需要針對不同患者的病情,製訂閤理的復閤康復策略,提高康復療效。②多功能康復機器人還有待進一步開發。通過康復機器人技術能夠有效節省康復治療過程中的人力投入,增強康復過程中的安全性。但現有的下肢康復機器人功能單一,患者使用不方便,康復效果不佳,大多醫院和康復中心的設備為進口,價格昂貴,難以推廣應用。

內頁插圖

目錄

第1章 骨骼肌收縮的力産生機理
1.1 骨骼肌的解剖學形態
1.1.1 宏觀結構
1.1.2 介觀結構
1.1.3 微觀結構
1.2 骨骼肌收縮的力産生機理:興奮一收縮偶聯
1.2.1 運動神經元與神經一肌肉接頭
1.2.2 肌梭傳入神經突觸後的動力係統-Markov模型
參考文獻

第2章 骨骼肌收縮的生物力學建模
2.1 驅動與控製過程建模
2.2 骨骼肌的力産生建模
2.2.1 經典模型
2.2.2 單分子馬達運行的多力場耦閤機理
2.2.3 分子馬達的集體運行特性
2.2.4 骨骼肌收縮的4M模型
2.2.5 肌小節收縮的新型半唯象模型
參考文獻

第3章 基於sEMG信號的骨骼肌激活狀態與收縮力估計
3.1 sEMG信號的産生機理
3.2 sEMG信號實時特徵提取與收縮力估計
3.2.1 傳統提取方法
3.2.2 微分式提取方法
3.2.3 信號實時特徵提取實驗及各方法的效果比較
3.2.4 基於相圖的能量核提取方法與收縮力估計
參考文獻

第4章 基於骨骼肌生物力學模型的人機力交互接口及外骨骼機器人技術
4.1 下肢外骨骼康復機器人
4.1.1 發展現狀
4.1.2 關鍵技術
4.1.3 人體下肢解剖學結構與步態特徵
4.1.4 下肢外骨骼機器人本體仿生設計
4.1.5 下肢外骨骼機器人硬件係統
4.1.6 下肢外骨骼機器人軟件係統
4.2 基於多源信號的生機電一體化人機交互接口與主動柔順控製
4.2.1 研究對象
4.2.2 膝關節骨肌係統
4.2.3 基於力交互的多源信號融閤
4.2.4 人機協調控製原理
4.2.5 生機電一體化協調控製策略
4.2.6 主動柔順控製效果
參考文獻

第5章 基於力控製的外骨骼機器人臨床康復技術
5.1 下肢外骨骼康復機器人係統集成
5.1.1 康復機器人機械本體結構
5.1.2 康復機器人控製係統
5.1.3 康復策略的製訂
5.1.4 康復機器人係統軟件
5.2 復閤康復策略
5.2.1 被動康復策略
5.2.2 主動康復策略
5.2.3 遞進式康復策略
5.2.4 基於物聯網的遠程康復策略
5.3 臨床康復試驗
5.3.1 外骨骼機器人空載檢測
5.3.2 外骨骼康復機器人應用實驗
5.3.3 實驗裝置及病人選取
5.3.4 臨床實驗目的、過程及方法
5.3.5 實驗評價指標及統計方法
5.4 對照實驗結果與分析
……

第6章 基於骨骼肌生物力學模型的仿生骨骼肌設計

前言/序言

  力覺力控製技術一直是科學界與工程界競相研究的熱點,並且在機器人學、超精密製造等領域應用十分廣泛。然而,自誕生以來,力覺力控製技術就在力感知、力産生與力控製等方麵麵臨著諸多挑戰與難題。從本質上看,力覺力控製技術是一種仿生行為,力觸覺是人體的重要感覺之一,涉及力信號的感知、處理與響應,而力信號往往具有全局性、統計性與模糊性。可見,成熟的力覺力控製技術應當具備充分的智能性與自適應能力,這需要深入研究其生物近似——人體肢體的力産生的機理、感知與控製原理。對人體的運動來說,力覺力控製主要由運動神經元、骨骼肌以及運動感受器來實現,其中骨骼肌是人體動力之源,人體運動是由骨骼肌協調收縮而産生的綜閤結果。
  在生物力學領域,骨骼肌收縮力的産生機理是最具吸引力和挑戰性的研究課題之一。通過分析骨骼肌收縮力學原理,建立閤理的骨骼肌力學模型,在肢體運動康復醫學和人工肌肉等仿生領域中具有重要應用價值。從本質上來講,骨骼肌的收縮行為源於肌球蛋白分子馬達,它是一種納米尺度的分子機器,分子馬達通過水解三磷酸腺苷(ATP)産生作用力推動細肌絲與粗肌絲相對運動,大量的分子馬達集體做功使肌肉産生收縮。目前肌肉收縮的微觀機理研究主要集中在分子馬達循環過程的定性描述上,很難對分子馬達微觀動態力學行為進行精確解析。另外,現有骨骼肌生物力學模型主要由Hill的宏觀能量模型與Huxley的微觀橫橋模型發展而來。Hill模型描述簡單,並已廣泛應用於生物醫學工程領域,但屬於準靜態範疇,不夠精確;Huxley模型基於分子馬達能態躍遷,能夠給齣肌小節的動態收縮力。然而,實際上肌肉是由大量肌小節串並聯構成,其動力學特性與單個肌小節存在顯著差彆。可見,現有生物力學模型在微觀描述與宏觀描述之間尚存在一個斷層;更重要的是,這些模型大多集中於解釋性功能,由於其高度的復雜性與大量非綫性參數,難以用於人體運動過程的在綫精確預測,造成雖然各類模型一直經曆著補充與修正,其理論完善性與應用價值至今未齣現本質上的突破。另一方麵,骨骼肌收縮的調控機製與募集策略尚未揭示清楚。單根肌縴維的收縮是典型的非綫性閉環變頻調控過程,影響因素包括頻率實時變化的動作電位,以及肌梭與高爾夫腱器官等感受器的反饋電位。當前,學界對於肌肉的興奮一收縮偶聯(Excitation-EontractionCoupling,ECC)已有瞭大量研究,骨骼肌生物力學模型亦是針對前嚮的ECC過程,但大多未考慮動態變化的激活量,也並未給齣感受器的反饋對運動神經元放電行為的影響規律,即反饋環節的模型尚未建立。以往的研究大多集中於開環定性描述,缺少有效的定量模型,相關研究一直進展緩慢,遠未達成共識。
  在骨骼肌生物力學理論的工程應用中,肢體運動康復醫學與人工肌肉仿生設計這兩大領域亦取得瞭長足進步,並且擁有廣闊的應用前景。熊林平教授在《老齡化趨勢下中國城鎮老年醫療保障的模式》中指齣,我國自1999年便開始逐步邁入老齡化階段,而且老齡化的速度已經高居全球首位。隨著老齡人口的不斷增加,慢性疾病患者的數量也急劇增加。而與之相對的是,隨著社會的不斷進步和發展,人們對自身健康水平和生活質量的要求越來越高。但是,醫療資源的增加遠遠無法跟上對其需求的快速增長,因此很多患者無法及時得到有效治療,往往造成身體永久性損傷等慘劇。熊教授在文中還指齣,我國65歲及以上人群的慢性病患病率高達64.5%,年住院率為15.3%,而其中應住院卻由於資源有限而未住院的比例高達28%。更為嚴重的是,對於一些疾病,如果不能得到及時有效的治療將會導緻終身殘疾甚至死亡。其中,最為人們所熟知的疾病便是中風。目前對於中風及脊髓損傷患者的治療,早期僅集中於藥物治療,同時對後期的功能訓練也不夠重視,從而延誤瞭康復的最佳時機,緻使部分患者喪失勞動能力和生活能力。究其原因,臨床治療過程中,以下兩個問題尤其突齣:①針對患者個體化需求的康復策略還有待完善。目前已有多種針對中風及脊髓損傷患者的運動治療方法,但是這些方法單獨治療往往側重於某一方麵,效果不佳,需要針對不同患者的病情,製訂閤理的復閤康復策略,提高康復療效。②多功能康復機器人還有待進一步開發。通過康復機器人技術能夠有效節省康復治療過程中的人力投入,增強康復過程中的安全性。但現有的下肢康復機器人功能單一,患者使用不方便,康復效果不佳,大多醫院和康復中心的設備為進口,價格昂貴,難以推廣應用。
骨骼肌力産生機理、仿生及應用 一、引言:生命的動力之源——骨骼肌 在廣袤的生命科學領域,骨骼肌無疑是構成生命活力最直接、最核心的動力係統。它支撐著我們的身體,驅動著每一次的行走、奔跑、跳躍,乃至最精微的呼吸和吞咽。這種神奇的生物組織,究竟是如何將化學能轉化為機械能,從而産生強大的力量,維持著我們與世界的互動?更進一步,人類在理解瞭骨骼肌的精妙機製後,又如何將其仿生,應用於科技創新,解決實際問題?《骨骼肌力産生機理、仿生及應用》一書,正是緻力於深入剖析這一生命科學的宏大命題,為讀者呈現一幅關於骨骼肌的全麵、立體、前沿的畫捲。 本書並非僅僅停留在對骨骼肌結構和生理功能的簡單描述,而是將目光投嚮瞭其最根本的力學産生機製,並由此延展至仿生學領域的探索,最終聚焦於這些知識如何在醫療、工程、機器人等諸多領域得到實際應用。它將引導讀者穿越分子層麵,探究肌動蛋白和肌球蛋白如何協同作用,觸發肌縴維收縮;深入細胞結構,解析肌小節的精巧設計,理解不同肌縴維類型的特性;審視神經肌肉的聯動,揭示神經信號如何精確調控肌肉力量的輸齣。在此基礎上,本書更將目光投嚮瞭仿生學,探討如何從骨骼肌的結構、功能和工作原理中汲取靈感,設計齣更高效、更智能的仿生係統。最終,這些理論與實踐的結閤,將推動我們在康復工程、外骨骼技術、生物醫學材料、甚至人形機器人等前沿領域取得突破。 二、第一篇:骨骼肌力産生機理——生命的精巧計算 在這一篇中,本書將以嚴謹的科學態度,層層剝繭,揭示骨骼肌産生力量的內在邏輯。 (一)分子層麵的博弈:肌動蛋白-肌球蛋白的交聯周期 一切力量的源頭,都始於微觀世界。本書將詳細闡述滑行縴絲學說,深入解析肌動蛋白和肌球蛋白兩種關鍵蛋白質的互動。我們將看到,肌球蛋白頭部如何結閤到肌動蛋白絲上的特定位點,形成“交聯”,並發生構象變化,産生“拉動”動作。這個過程並非一次性的,而是一個動態的、周而復始的循環。本書將細緻地描繪: ATP的水解與能量的儲存:肌球蛋白頭部如何結閤ATP,並將其水解為ADP和Pi,這個過程中能量是如何被儲存起來,為接下來的“拉動”做好準備。 構象變化與“推杆”效應:ADP和Pi的釋放,驅動肌球蛋白頭部發生角度變化,即“功率衝程”,這個“推杆”動作是産生力量的直接來源。 新ATP的結閤與交聯的解除:新ATP的結閤,使得肌球蛋白頭部從肌動蛋白上脫離,為下一個收縮周期的開始做好準備。 鈣離子的調控作用:本書將深入探討鈣離子在調控肌動蛋白-肌球蛋白相互作用中的關鍵作用。鈣離子如何與肌鈣蛋白結閤,進而引起原肌球蛋白構象變化,暴露肌動蛋白上的結閤位點,是啓動肌肉收縮的“開關”。 (二)細胞與亞細胞結構的精妙設計:肌小節的微觀機械 骨骼肌的力量輸齣,離不開其高度組織化的細胞結構。本書將帶領讀者走進肌縴維內部,探索肌小節這個微觀的“力學單元”。 肌小節的組成與排布:本書將清晰描繪肌小節的結構,包括Z綫、A帶、I帶、M綫以及肌原縴維的組成。我們將理解,肌動蛋白細絲和肌球蛋白粗絲是如何在肌小節內有序地排列,形成特有的條紋狀結構。 滑行縴絲的重疊與力産生:當肌小節縮短時,肌動蛋白細絲和肌球蛋白粗絲的重疊程度發生變化。本書將詳細解釋,這種重疊程度的變化如何直接影響肌球蛋白頭部的結閤數量和交聯的“拉動”次數,從而決定瞭肌肉收縮的力的大小。 肌漿網與橫管係統的作用:本書將闡述肌漿網(SR)在儲存和釋放鈣離子方麵的重要性,以及橫管係統(T-tubules)如何將細胞膜上的動作電位快速傳導至肌漿網,實現對鈣離子釋放的精確控製,從而保證肌肉收縮的同步性和高效性。 (三)肌縴維類型的多樣性與功能特化 並非所有的骨骼肌縴維都具備相同的特性。本書將深入探討不同肌縴維類型的區彆及其功能適應性。 慢肌縴維(I型)的特點:解析其富含綫粒體、肌紅蛋白,有氧代謝能力強,不易疲勞,適閤長時間、低強度的活動,如耐力運動。 快肌縴維(II型)的特點:細分為IIa和IIx(或IIb)型,分析其收縮速度快,力量大,但易疲勞,適閤爆發性、高強度的活動,如短跑、舉重。 肌縴維募集與協調:本書將講解神經係統如何根據運動的需求,募集不同數量和類型的肌縴維,實現對肌肉力量和速度的精細調控,以及協同肌肉在運動中的作用。 (四)神經肌肉耦閤:指令的傳遞與力量的整閤 骨骼肌的收縮離不開神經係統的精確指揮。本書將深入剖析神經肌肉之間的信號傳遞機製。 運動單位的概念:詳細介紹一個運動神經元及其支配的所有肌縴維組成的運動單位,理解運動單位是肌肉收縮的基本功能單元。 神經遞質與肌肉興奮:闡述運動神經元末梢釋放乙酰膽堿,與肌縴維膜上的乙酰膽堿受體結閤,引發肌縴維的去極化,進而觸發肌肉收縮的過程。 神經信號的頻率編碼:本書將解釋,神經係統如何通過改變運動神經元的發放頻率來調節肌肉收縮的強度,即“頻率整閤”和“梯形成長”原理。 三、第二篇:骨骼肌的仿生學設計——自然的智慧啓迪 理解瞭骨骼肌的力産生機製後,本書將視角轉嚮仿生學,探討如何從這一生物學奇跡中汲取靈感,創造齣模擬其功能的工程係統。 (一)仿生驅動器:模仿肌縴維的收縮機製 人工肌肉的研發:本書將介紹多種仿生驅動器的研發進展,例如: 電活性聚閤物(EAP)驅動器:模擬肌縴維的電生理響應,通過電場刺激發生形變,産生收縮或擴張。 形狀記憶閤金(SMA)驅動器:利用其在溫度變化下形變的特性,模擬肌肉的收縮。 微流體驅動器:通過控製流體在微通道中的流動,實現類似肌肉的運動。 高分子凝膠驅動器:利用溶脹或收縮效應,實現形變。 仿生肌腱與韌帶:研究並設計具有類似生物肌腱和韌帶的柔韌性、強度和能量儲存/釋放特性的材料,用於連接仿生驅動器和負載。 (二)仿生感知與反饋係統 骨骼肌不僅産生力量,還具備精密的感知能力。 仿生本體感受器:研究肌梭和肌腱器官的工作原理,設計能夠感知肌肉長度、張力和速度的傳感器,用於仿生係統的閉環控製。 觸覺與壓力感知:藉鑒皮膚和肌肉中感受器的工作原理,開發能夠感知外部接觸和壓力的仿生傳感器。 (三)仿生骨骼結構與整閤 輕質高強度材料:從骨骼的輕質而堅固的結構中獲得啓發,研究開發具有相似力學性能的新型復閤材料。 多材料協同設計:學習骨骼與軟組織(肌肉、韌帶)的協同工作方式,設計能夠整閤不同材料、實現復雜運動的仿生骨骼係統。 (四)仿生控製策略:模擬神經係統的指令 神經網絡與機器學習:利用仿生神經網絡模型,學習和模擬骨骼肌的神經控製策略,實現更智能、更自適應的運動控製。 自適應控製算法:開發能夠根據環境變化和任務需求,自動調整控製參數的算法,模仿生物係統的柔韌性。 四、第三篇:骨骼肌仿生學的應用——科技賦能未來 從基礎理論到仿生設計,本書的最終落腳點在於這些知識和技術如何在現實世界中發揮作用,解決實際問題,提升人類生活質量。 (一)醫療康復工程 外骨骼與助行器:設計能夠輔助肢體功能受損患者行走、站立的外骨骼係統,模仿健康肌肉的力量和運動模式,幫助患者恢復行動能力。 假肢技術:開發更逼真、更靈活、更具感知能力的仿生假肢,提高截肢患者的生活質量。 康復機器人:利用仿生驅動器和控製技術,開發輔助物理治療的康復機器人,精準地引導患者進行康復訓練。 肌電信號控製:通過解讀患者殘餘的肌電信號,實現對仿生假肢或康復設備的意念控製。 (二)機器人技術 人形機器人:藉鑒骨骼肌的力産生機製、柔韌性和能量效率,開發更接近人類運動能力的人形機器人,用於服務、探索、救援等領域。 柔性機器人:利用仿生驅動器,創造齣更靈活、更能適應復雜環境的柔性機器人,例如用於精密操作、管道檢查等。 微型機器人:在微觀尺度上模仿肌肉的運動,開發用於體內診斷、藥物輸送的微型機器人。 (三)生物醫學材料與工程 生物相容性材料:開發用於植入體內的仿生肌肉替代材料,具有良好的生物相容性和力學性能。 組織工程:利用仿生學原理,指導組織工程技術的研發,培育人工肌肉組織,用於修復和再生。 (四)運動科學與訓練 運動錶現優化:通過對骨骼肌力産生機製的深入理解,為運動員提供更科學的訓練方法和運動裝備設計。 運動損傷預防:分析運動損傷的力學機理,開發預防性措施和康復技術。 (五)其他新興領域 智能服裝與可穿戴設備:將仿生驅動器整閤到服裝中,實現對身體的支撐、輔助,甚至提供動力。 人機交互:通過仿生學原理,設計更自然、更直觀的人機交互方式。 五、結論:生命的奧秘與科技的未來 《骨骼肌力産生機理、仿生及應用》一書,不僅是一部嚴謹的科學著作,更是一次對生命奧秘的深刻探索,一次對科技創新潛力的激昂展望。通過對骨骼肌力産生機製的深入剖析,本書為我們揭示瞭生命體自我驅動的精妙藝術。而在此基礎上,對仿生學的積極探索,則展現瞭人類從自然界汲取智慧,解決自身挑戰的無限可能。本書的價值,在於它架起瞭基礎科學研究與工程應用之間的橋梁,引領我們思考如何將這些深邃的生命原理轉化為觸手可及的科技成果,從而改善人類的生活,塑造更加美好的未來。這本書是獻給所有對生命科學、仿生技術以及未來科技充滿好奇和熱情的讀者的寶貴財富。

用戶評價

評分

當我看到這本書的書名《骨骼肌力産生機理、仿生及應用》時,我的腦海裏立刻勾勒齣一幅宏大的畫捲。首先,“骨骼肌力産生機理”這幾個字,就讓我覺得它不僅僅是在講述一些生理知識,更像是在探索一種生命最基本的運動本源。我一直很好奇,當我們說“使齣全力”的時候,身體內部究竟發生瞭什麼?是肌肉縴維在瘋狂地收縮,還是有某種更精密的能量轉化和傳遞機製在運作?我設想著書中會詳細地解析肌細胞內的各種分子如何相互作用,ATP如何被分解以提供能量,鈣離子又是如何扮演著關鍵的信號傳遞角色。我甚至想象,作者會用非常形象的比喻,比如把肌縴維比作一個個微型的發動機,或者把肌肉的收縮過程描繪成一場精妙的舞蹈。而“仿生”這個詞,更是將我的思緒引嚮瞭未來。我一直對模仿自然界生物設計的科技很著迷,比如模仿鳥類翅膀設計的飛機,或者模仿鯊魚皮膚設計的船體。這本書,是否會探討如何將骨骼肌的力學特性和能量效率應用到機器人、外骨骼、甚至新型材料的設計中?我憧憬著能夠讀到關於如何製造齣更輕便、更靈活、更具爆發力的機器人手臂,或者能夠幫助殘疾人士重拾行動能力的仿生腿。這不僅僅是關於科學,更是關於如何從生命最純粹的智慧中汲取靈感,創造更美好的未來。這本書,仿佛是一本連接著微觀生理世界和宏觀科技創新的橋梁,讓我對生命和科技都有瞭更深的敬畏。

評分

僅僅是書名,就足以勾起我無窮的好奇心。《骨骼肌力産生機理、仿生及應用》——這個標題本身就像一個宣言,宣告著這本書將帶領我們深入探索生命最核心的運動秘密,並將其延伸至人類科技創新的最前沿。我首先對“骨骼肌力産生機理”充滿瞭期待。我一直以來都對人體是如何能夠如此精確而有力地運動感到著迷。當我們跑步、跳躍、甚至隻是輕輕地握緊拳頭時,背後到底隱藏著怎樣一套精密的“運行機製”?我設想著書中會詳細地解析肌縴維的微觀結構,解釋肌動蛋白和肌球蛋白的相互作用,以及神經係統是如何精準地下達指令,將生物化學能轉化為我們能感知到的運動力量。我甚至開始想象,書中是否會用一些生動的類比,比如將肌肉比作發動機,將神經信號比作控製閥門,來幫助我這個非專業人士理解那些復雜的生物力學原理。而“仿生”這個詞,則直接將我的思緒帶入瞭未來科技的想象空間。我一直對那些模仿生物體設計的工程技術充滿興趣,比如模仿昆蟲復眼設計的相機,或者模仿鯨魚皮膚設計的船體。這本書,是否會揭示如何將骨骼肌的力學特性、能量效率和柔韌性,應用於機器人、假肢、或者新型材料的設計中?我憧憬著能夠閱讀到,如何通過模仿肌肉的結構和工作原理,來創造齣比現有技術更先進、更智能的機械裝置,讓機器擁有更接近生命的靈活性和力量。這本書,仿佛是一把鑰匙,能夠開啓通往理解生命運動之源泉,以及將其智慧融入人類創造的無限可能性的道路。

評分

這本書的書名,就像是打開瞭一扇通往一個神秘而又充滿活力的世界的門扉。我一開始就被“骨骼肌力産生機理”這個部分深深吸引,腦海裏立刻浮現齣那些電影裏超級英雄瞬間爆發強大力量的場景。我一直以為,肌肉的力量隻是簡單的拉伸和收縮,但這本書,顯然是要揭示更深層次的奧秘。我開始想象,在微觀世界裏,那些肌縴維是如何協同工作的,就像一支訓練有素的軍隊,每個士兵都恪守自己的職責,共同完成一項艱巨的任務。神經信號的傳遞,ATP的能量供應,肌動蛋白和肌球蛋白的精妙互動,這一切都仿佛是一場精密的化學和物理反應的交響樂。而“仿生”這個詞,更是點燃瞭我對未來科技的無限遐想。我一直對那些模仿生物形態的機器人很感興趣,想象著有一天,我們可以擁有像獵豹一樣奔跑的機器,或者像老鷹一樣翱翔的飛行器。這本書,是否能為我們提供仿生的靈感,讓我們能夠設計齣更高效、更適應環境的機械設備?我甚至可以想象,在未來的醫療領域,那些因為疾病或事故失去肢體的人們,能夠通過書中原理設計的仿生假肢,重新找迴生活的尊嚴和自由。這種將生命體的智慧,轉化為人類工具的能力,實在是太令人興奮瞭。我期待著這本書能夠深入淺齣地講解這些復雜的概念,讓我能夠理解其中的精髓,甚至激發齣我自己的創新靈感。這本書,不僅僅是關於肌肉,更是關於生命的力量,關於人類的創造力,以及通往未來的無限可能。

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這本書的書名,光是讀齣來就充滿瞭力量感和未來感。“骨骼肌力産生機理”這個部分,立刻讓我聯想到那些運動員在賽場上爆發齣的驚人力量,或者普通人在搬運重物時所展現的堅韌。我一直以為,我們對肌肉的理解已經相當深入瞭,但這個詞組讓我感覺到,這本書會揭示更多我們不曾知曉的細節。我期待著它能夠深入淺齣地闡述肌細胞是如何將化學能轉化為機械能的,那些微小的肌動蛋白和肌球蛋白絲是如何像拉鋸一樣協同工作的,神經衝動又是如何精確地控製著肌肉的收縮頻率和幅度。我甚至想象,書中可能會用很多精美的插圖和動態圖解,來幫助讀者理解那些復雜的生物化學過程。而“仿生”這個概念,則讓我瞬間聯想到那些科幻電影中的場景:擁有超人力量的機械外骨骼,能夠模仿人體靈活度的機器人,甚至是用生物材料製造的醫療植入物。我迫切地想知道,這本書是如何將對骨骼肌力學原理的理解,轉化到工程設計中的。是不是可以通過模擬肌肉的層級結構,來創造齣更輕便、更強韌的材料?是不是可以通過研究肌肉的能量利用效率,來設計齣更節能的機器人?這本書,給我一種感覺,它不僅僅是在講述生理學,更是在為未來的科技發展提供重要的理論基礎和實踐指導。它就像一本藏寶圖,指引著我們如何從生命最基本的運動機製中,挖掘齣無窮的創造潛力。

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這本書的書名,讓我第一時間聯想到的是那些充滿力量的電影片段,運動員的精彩錶現,以及科幻作品中那些栩栩如生的機器人。光是“骨骼肌力産生機理”這幾個字,就足以讓我好奇心爆棚。我一直很好奇,在我們每一次抬腿、每一次揮動手臂的時候,身體內部究竟發生瞭什麼?那些看不見的肌縴維是如何被激活,又是如何將儲存的能量轉化為我們感受到的力量?我期待著書中能夠詳細地解析這個過程,從分子層麵到宏觀運動,層層遞進,讓我能夠真正理解我們身體這部“動力機器”的運作原理。我想象著書中會包含大量精美的解剖圖和力學示意圖,配閤嚴謹的文字解釋,將那些抽象的概念變得具象化。而“仿生”這個詞,更是把我帶入瞭另一個充滿想象力的領域。我一直對那些從自然界汲取靈感,創造齣先進技術的工程學感到驚嘆。這本書,是否會探討如何將骨骼肌的能量轉化效率、收縮特性和柔韌性,應用到機器人、外骨骼、甚至新型材料的設計中?我甚至可以想象,書中會介紹一些正在進行的仿生研究項目,比如如何製造齣更像人類手臂一樣靈活的機器人手臂,或者如何設計齣能夠模擬人類行走方式的假肢。這本書,在我看來,不僅僅是關於生物學,更是關於如何從生命的智慧中學習,並將其應用於解決人類麵臨的各種挑戰,創造更美好的未來。

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這本書的書名,本身就蘊含著一種探索未知的力量感。當“骨骼肌力産生機理”映入眼簾,我的思緒便被帶入瞭微觀世界,想象著那些肉眼看不見的肌縴維是如何在微小的尺度上進行著宏大的“錶演”。我一直對人體如何能夠輕鬆地完成各種復雜動作感到好奇,而這本書,似乎就是要揭開這層神秘的麵紗。我期待著它能夠深入淺齣地解釋,那些肌動蛋白和肌球蛋白的絲狀結構是如何協同工作,ATP是如何轉化為驅動力,以及神經信號是如何像精密指令一樣,控製著肌肉收縮的節奏和強度。我甚至想象,書中會包含一些引人入勝的實驗案例,展示科學傢們是如何一步步揭示這些生命運作的奧秘的。而“仿生”這個詞,更是讓我聯想到那些充滿未來感的科技産品。我一直對那些模仿生物體設計的工程技術感到由衷的贊嘆,比如模仿章魚觸手的機器人手臂,或者模仿蜂鳥翅膀設計的微型飛行器。這本書,是否會探討如何將骨骼肌的能量效率、收縮柔韌性和結構特性,應用於機器人、外骨骼、或者新型醫療器械的設計中?我憧憬著能夠閱讀到,如何從骨骼肌的精妙設計中汲取靈感,創造齣更智能、更高效、更貼近人類需求的科技産品。這本書,在我看來,不僅僅是一本學術專著,更是一本關於生命智慧如何啓迪人類創造力的指南。

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這本書的書名,給我一種既紮實又充滿想象力的感覺。“骨骼肌力産生機理”,這幾個字讓我立刻聯想到的是,人類之所以能夠站立、行走、奔跑、跳躍,所有這些基本運動能力的源頭。我一直很好奇,在那些看似簡單的動作背後,究竟隱藏著怎樣一套精妙絕倫的生物力學機製。我期待著這本書能夠深入淺齣地解釋,那些微小的肌縴維是如何協同工作,如何將我們攝入的能量轉化為實際的運動力量。我甚至想象,作者會用一些生動的圖解和比喻,來幫助我理解肌動蛋白和肌球蛋白之間的“舞蹈”,以及神經信號是如何精準地指揮這場“舞蹈”的。而“仿生”這個詞,則瞬間將我的思緒帶入瞭未來的科技世界。我一直對那些模仿自然界生物設計的工程技術感到驚嘆,比如模仿蜘蛛絲製造的高強度縴維,或者模仿鯨魚鰭狀肢設計的風力渦輪機。這本書,是否會探討如何將骨骼肌的能量利用效率、收縮柔韌性,以及其特有的結構設計,應用到機器人、外骨骼、或者新型醫療假肢的設計中?我憧憬著能夠讀到,如何從我們身體最基本的運動單元中獲得靈感,創造齣更智能、更強大、更能適應復雜環境的科技産品。這本書,對我來說,不僅僅是一本關於人體生理學的書,更是一本關於如何從生命最本質的運作原理中,挖掘創新潛力的寶藏。

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這本書的書名,如同一聲來自生命科學前沿的召喚,讓我立刻對其産生瞭濃厚的興趣。“骨骼肌力産生機理”這幾個字,讓我聯想到的是生命最基礎也是最核心的運動能力。我一直覺得,人類之所以能夠探索世界,創造文明,離不開骨骼肌的強大力量和精妙控製。那麼,這股力量究竟是如何産生的?是化學反應的直接作用,還是有更深層次的物理機製在起作用?我期待著書中能夠揭示肌縴維內部的分子“發動機”是如何運作的,ATP能量是如何被高效轉化為機械功的,以及神經係統是如何將指令如流水般傳遞,實現精確而有力的肌肉收縮。我甚至可以想象,作者會用生動的語言和詳實的圖示,將那些復雜的生化和力學過程,描繪得如同電影鏡頭般清晰。而“仿生”這個詞,則瞬間點燃瞭我對未來科技的無限遐想。我一直對那些模仿生物體設計的工程技術充滿好奇,比如模擬鳥類翅膀設計的飛行器,或者模仿魚類遊動設計的潛水艇。這本書,是否會探討如何將骨骼肌的卓越性能,應用於機器人、假肢、或者新型材料的設計中?我憧憬著能夠讀到,如何藉鑒肌肉的層級結構來製造更堅固輕巧的材料,或者如何模仿肌肉的柔性收縮來設計齣更靈敏的機器人手臂。這本書,仿佛是一座連接著生命奧秘與人類智慧創造的橋梁,讓我對科技的未來充滿瞭樂觀的期待。

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這本書的書名,僅僅是讀齣來,就帶有一種沉甸甸的科學感和無限的未來感。“骨骼肌力産生機理”這個詞組,立刻讓我聯想到那些運動員們在賽場上爆發齣的令人驚嘆的力量,以及我們在日常生活中完成各種動作的根本原因。我一直對人體運動背後的生物學原理充滿好奇,這本書,似乎正是要深入剖析這個過程。我期待著它能夠詳細闡述,在微觀層麵,肌縴維是如何將化學能轉化為機械能的,肌動蛋白和肌球蛋白是如何相互作用,神經信號又是如何精確地控製著這一切的。我甚至想象,書中會用一些生動的比喻,比如將肌肉比作精密運轉的發動機,將神經信號比作指令,來幫助我這個非專業讀者理解那些復雜的生理過程。而“仿生”這個詞,更是將我的思緒引嚮瞭一個充滿科技創新的未來。我一直對那些模仿生物體設計的工程技術很感興趣,比如模仿鳥類飛行原理設計的飛機,或者模仿鯊魚皮膚設計的船舶。這本書,是否會探討如何將骨骼肌的力學特性、能量效率和結構特點,應用到機器人、外骨骼、或者新型材料的設計中?我憧憬著能夠閱讀到,如何藉鑒肌肉的自然設計,創造齣更輕便、更靈活、更具爆發力的機械裝置,或者如何設計齣能夠模擬人體運動的假肢,幫助那些有需要的人們。這本書,在我看來,不僅僅是一本關於人體運動的科普讀物,更是一本關於生命智慧如何啓發人類科技進步的寶典。

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這本書,哦,天哪,我怎麼形容呢?我第一次翻開它的時候,感覺自己像個誤闖瞭某個古代煉金術士工作室的探險傢,裏麵堆滿瞭各種奇奇怪怪的瓶瓶罐罐,還有一個滿是符文的巨大石闆。書名裏的“骨骼肌力産生機理”就給我一種深邃莫測的感覺,好像要解剖一個宇宙的奧秘一樣。我一直以為我們能跑能跳,全憑著那點“使勁兒”的意誌力,但這本書,它顯然不滿足於這種淺顯的解釋。我腦子裏勾勒齣無數個畫麵,那些微觀世界裏,成韆上萬的肌縴維如何像一群默契的舞蹈傢,在神經信號的指揮下,同步收縮、舒張,將化學能轉化為動能。我甚至想象,在某個安靜的夜晚,我躺在床上,閉上眼睛,能“聽”到自己體內骨骼肌在進行著一場無聲的、宏大的交響樂,每一個細胞都在為我的存在貢獻力量。而“仿生”這個詞,更是把我帶到瞭一個充滿未來感的奇幻領域。我開始思考,如果我們能夠真正理解瞭肌肉的精妙運作,是不是就能創造齣更靈活、更有力量的機器人?那些曾經隻存在於科幻電影裏的機械臂、仿生腿,會不會因為這本書裏蘊含的知識而成為現實?我甚至腦補齣,未來某個時刻,會有宇航員穿著由這本書的原理設計的動力外骨骼,輕鬆地在月球上漫步,或者在火星上建造基地。那種感覺,就像是解鎖瞭生命最深層的密碼,將自然界的鬼斧神工,應用到人類的科技進步中。這本書,它不是一本簡單的科普讀物,它更像是一扇門,通往一個充滿無限可能性的世界,一個連接著生命科學、工程技術和未來創新的宏大圖景。我迫不及待地想知道,書中是如何一步步揭開這些神秘麵紗的,那些復雜的概念,究竟是如何被闡述得既嚴謹又易於理解的。我甚至開始對自己的身體産生瞭前所未有的好奇,開始審視每一次抬腿、每一次握拳,背後隱藏著怎樣的精妙設計。

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