科学鬼才 仿生学电子电路设计与应用25例(图例版) 9787115446961 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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[巴西] Newton C. Braga 著

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出版社： 人民邮电出版社

ISBN：9787115446961

商品编码：29640844579

包装：平装-胶订

出版时间：2017-02-01

基本信息

书名:科学鬼才 仿生学电子电路设计与应用25例(图例版)

定价：59.00元

售价：44.3元,便宜14.7元,折扣75

作者:Newton C. Braga

出版社：人民邮电出版社

出版日期：2017-02-01

ISBN：9787115446961

字数：

页码：

版次：1

装帧：平装-胶订

开本：16开

商品重量：0.4kg

编辑推荐

※推荐者于欣龙是奥松机器人的创始人，被称为“机器人爸爸”，录制过CCTV创客精英汇等大量电视节目，拥有机器人天空网站、奥松机器人微信公众账号等宣传渠道。※作者推荐图书的视频可放在网店的营销页面。※本书集理论与应用于一体，循序渐进、叙述简明，并配有大量的电路图、实物图及程序供读者参考以掌握书中的知识。※本书可供智能电子产品的研发技术人员及机器人制好者参考阅读。也可作为广大电子爱好者的电子制作读物，以及高中生课外科技活动的辅导书。

内容提要

本书通过25个有趣、超酷、应用广泛、造价低廉的仿生学项目，包括电鱼、蝙蝠耳、测谎仪、电子神经激励器、恐慌发生器、电子驱虫器、音频和视觉生物反馈等，生动详尽地解释了生物学、电子学与机械学方面的基本知识，并手把手教会你设计和制作仿生学电子电路所需要的实际技能，包括如何焊接、电子元器件选择、读懂电路原理图和电路设计等知识。本书不仅带给你无限乐趣，还能使你从一个电子学菜鸟迅速成长为科学鬼才！该书可作为仿生电子学爱好者和高中、大学电子线路课程的指导教材。

目录

部分　引言　1

第二部分　生物学和电子技术　5

第三部分　25个仿生学实用项目　13

14　项目1——电鱼实验

26　项目2——视觉生物反馈

35　项目3——音频生物反馈

41　项目4——神经刺激器

47　项目5——频闪灯

53　项目6——生物信号放大器

59　项目7——恐慌发生器

68　项目8——磁场发生器

75　项目9——催眠发光二极管

80　项目10——驱虫器

85　项目11——仿生陷阱

90　项目12——动物训练器

96　项目13——白噪声发生器

101　项目14——仿生耳

105　项目15——灭虫器

109　项目16——仿生触器

113　项目17——测谎仪

118　项目18——仿生气味发生器

122　项目19——使用振荡器进行仿生学实验

125　项目20——离子发生器

130　项目21——触觉助听器

134　项目22——万用表在仿生学中的应用

138　项目23——仿生视觉

144　项目24——生态监视器

148　项目25——蝙蝠耳

第四部分　附加说明　153

作者介绍

作者，Newton C. Braga，《电子学习杂志》的技术总监。他出版过100多部涉及电子工程学、机械电子学、计算机技术等相关领域的著作，他的著作被翻译成多国文字的图书，在全世界超过三百万本。 译者，万皓，获得电子信息科学与技术专业学位，就职于国家新闻出版广电总局，英语八级，熟练地翻译短波发射机、短波天线、电子通讯专业文章、针灸、生物科技、法规、公司宣传、一般文学类文章。

文摘

序言

仿生学：自然智慧的启迪与工程创新的前沿 探寻生命的奥秘，解锁机械的无限可能。 在浩瀚的自然界中，生命以其惊人的多样性和精妙的设计，孕育了无数令人叹为观止的生存智慧。从微观世界的分子机器到宏观生态系统的复杂互联，生命的每一次进化都堪称一部精炼的工程学巨著。仿生学，正是以此为灵感，致力于理解、模仿并应用生物体的结构、功能和系统原理，以创造出更高效、更环保、更智能的工程解决方案。它不仅仅是一门学科，更是一种全新的思维模式，引导我们从根源上重新审视技术创新的方向，将自然界亿万年演化的宝贵经验转化为驱动人类文明进步的强大力量。 仿生学的魅力：自然与科技的交响曲 仿生学（Biomimetics 或 Biomimicry）一词，来源于希腊语“bios”（生命）和“mimesis”（模仿）。它所追求的目标，是深入洞察生物体在漫长演化过程中形成的解决问题策略，并将这些策略提炼、抽象，最终应用于工程设计和技术开发之中。这种跨学科的领域，融合了生物学、工程学、材料学、物理学、化学、计算机科学等多个学科的知识，旨在创造出与自然和谐共存，甚至能解决自然界所面临挑战的新技术和新产品。 为何说仿生学充满魅力？因为它让我们看到，许多看似复杂的技术难题，或许早已在自然界的某个角落得到了优雅而高效的解答。例如，飞行的梦想，人类探索了数百年，最终从鸟类翅膀的空气动力学原理中获得了灵感，发明了飞机； Velcro（魔术贴）的发明，则源于瑞士工程师发现牛蒡子如何在动物的毛皮上牢牢地粘附；而蜘蛛丝惊人的强度和韧性，至今仍是科学家们梦寐以求的先进材料。仿生学赋予我们一个独特的视角，让我们能够“向大自然学习”，将那些看似微不足道的生物现象，转化为改变世界的重大突破。 仿生学的核心原理：学习自然的“成功法则” 生物体之所以能在严酷的环境中繁衍生息，并展现出令人惊叹的适应性和效率，离不开其内在遵循的一系列“成功法则”。仿生学正是试图揭示和学习这些法则： 结构决定功能： 生物体精巧的结构往往与其特定的功能紧密相关。例如，莲叶表面的微观纹理使其具有超疏水性，能够自清洁；鸟类骨骼的空心结构在保证强度的同时减轻了重量。仿生学家通过研究这些结构，来设计轻质、高强、功能独特的材料和结构。 材料的智能性： 自然界的材料往往具备智能响应的特性。例如，有些植物会根据光照强度调整叶片角度；海葵在受到刺激时会收缩。仿生材料的研究，旨在开发能够感知环境变化并作出相应反应的新型材料。 能量的高效利用： 生命活动对能量的需求是持续的，但生物体在能量获取和利用方面却表现出极高的效率。光合作用、肌肉收缩等过程都经过了精密的能量转化和储存。仿生学在能源领域的应用，如模仿光合作用的太阳能电池，或设计高效的能量储存系统，都极具潜力。 信息的高效传递与处理： 生物体拥有复杂的信号传递和信息处理系统，例如神经系统。仿生学在人工智能、机器人和通信技术等领域，借鉴了生物的信息处理方式。 系统的协同与适应： 生物体内部以及生态系统中的各个组成部分，都存在着复杂的协同关系，能够有效地应对外部环境的变化。仿生学在系统设计方面，也强调整体的优化和动态的适应性。 仿生学在工程领域的应用：从微观到宏观的革新 仿生学的触角已经延伸到几乎所有工程领域，并带来了颠覆性的创新。 材料科学： 自清洁表面： 模仿莲叶表面的微观结构，开发出具有超疏水性和自清洁功能的涂层，应用于建筑、汽车、纺织品等领域。 高强度轻质材料： 借鉴蜘蛛丝的分子结构和排列方式，研究开发出比钢材更坚固且更轻的纤维材料，用于航空航天、防护装备等。 生物降解材料： 模仿自然界中细菌降解有机物的过程，开发可生物降解的塑料和包装材料，以解决塑料污染问题。 智能材料： 研发能够根据温度、湿度、光照等外部条件改变自身形状、颜色或性质的材料，用于可穿戴设备、医疗器械等。 机器人技术： 仿生机器人： 模仿昆虫、爬行动物、鸟类甚至鱼类的运动方式和感知能力，设计出更灵活、更适应复杂环境的机器人。例如，蛇形机器人能够穿过狭窄的空间；四足机器人能够模仿动物的行走姿态，在崎岖地形上移动。 触觉传感器： 模仿昆虫的触角和皮肤感受器，开发高灵敏度的触觉传感器，应用于机器人抓取、医疗诊断等。 导航与感知系统： 借鉴昆虫复眼或蝙蝠回声定位的原理，设计更先进的视觉和导航系统。 航空航天： 飞行器设计： 从鸟类翅膀的形状和扑翼机制中汲取灵感，优化飞机翼型，提高升力并降低阻力。研究“扑翼式”飞行器，模仿鸟类和昆虫的飞行方式，有望实现更安静、更灵活的飞行。 材料减重： 借鉴生物骨骼的轻质高强结构，研发用于航空器的新型轻质复合材料。 能源领域： 太阳能发电： 模仿植物叶片的光合作用过程，研究开发更高效的光伏材料和电池，提高太阳能的转换效率。 风能利用： 借鉴鲸鱼鳍的特殊构造，设计更高效的风力涡轮叶片，以提高能量捕获效率。 医疗健康： 仿生假肢： 模仿人体肌肉和骨骼的结构与功能，设计更逼真、更灵敏的仿生假肢，帮助残疾人士恢复运动能力。 药物输送系统： 模仿病毒或细胞膜的结构，设计能够靶向特定细胞或组织、精确控制药物释放的纳米载体。 生物传感器： 模仿生物体内识别和响应特定分子的机制，开发用于疾病诊断、生理监测的生物传感器。 建筑与城市规划： 节能建筑： 模仿白蚁丘的通风系统，设计自然通风良好的建筑，减少能源消耗。 结构设计： 借鉴植物的抗风、抗震结构，优化建筑物的整体结构稳定性。 挑战与未来展望：通往可持续未来的桥梁 尽管仿生学展现出巨大的潜力，但其发展也面临诸多挑战。首先，对生物系统的深入理解需要大量的跨学科研究和实验验证。其次，将生物体的复杂结构和功能转化为可规模化生产的工程技术，也需要突破材料制造和工艺上的瓶颈。此外，成本效益和环境兼容性也是仿生产品落地应用需要重点考量的因素。 然而，随着科学技术的不断进步，我们对生命的认知日益深入，对材料和制造工艺的掌控能力也日益增强。仿生学正以前所未有的速度发展，并将成为解决人类社会面临的重大挑战，如资源枯竭、环境污染、能源危机等，提供创新性的解决方案。它不仅能提升工程技术的性能和效率，更能引导我们走向一条更加可持续、更加和谐的发展道路。 仿生学，是连接自然智慧与人类创新的坚实桥梁，它邀请我们以谦逊而好奇的心态，去观察、去学习、去创造，共同描绘一个更加美好的未来。

评分☆☆☆☆☆

在内容深度方面，这本书展现出了一种恰到好处的平衡感。它既不是那种停留在表面、只做概念介绍的入门读物，也不是动辄要求读者具备专业工程师背景才能理解的“高冷”文献。它似乎精准地定位在了“进阶入门”和“初级实战”之间的那个黄金地带。书中介绍的25个应用实例，每一个都设计得颇具巧思，涵盖了从基础的信号处理到更复杂的系统集成。更重要的是，这些案例并不是简单地罗列功能，而是深入探讨了设计背后的权衡与取舍——比如在功耗、精度和成本之间的平衡点如何选择。这种对设计哲学层面的探讨，远超出了单纯的“教你搭电路”的范畴，它培养的是一种工程师的思维模式，即在有限的资源下，如何找到最优解。对于那些已经掌握了基础电路知识，渴望将理论转化为实际项目的人来说，这本书提供的实战经验和思考框架，无疑是极其宝贵的财富。

评分☆☆☆☆☆

这本书对于激发动手实践的欲望起到了非常积极的作用。理论知识再扎实，如果不付诸实践，终究是纸上谈兵。这本书的魅力在于，它提供的25个案例，每一个都似乎在对读者发出邀请：“来，我们一起把它做出来试试看！”它提供的不仅是理论蓝图，更像是一份可以被立即执行的“行动纲领”。很多案例的复杂度设置得非常合理，意味着读者只需要稍加准备，就可以在自己的工作台上复现甚至改进这些设计。更不用说，许多设计都暗示了未来商业化或进一步研究的方向，这无疑为有志于此的读者开辟了新的思路。真正好的技术书籍，应该像一位耐心的导师，在给出方法的同时，也给予了读者迈出第一步的信心和勇气。这本书在这方面做得非常成功，它让你在读完后，立刻就有把工具箱打开，开始焊接和调试的冲动。

评分☆☆☆☆☆

这本书的叙事节奏掌握得非常巧妙，不像很多技术手册那样上来就堆砌公式和晦涩的理论，而是通过一个个具体的“案例”作为切入点，循序渐进地引导读者进入仿生学和电子电路设计的复杂世界。我尤其欣赏它在讲解每一个设计时所采用的“故事化”叙述方式。作者似乎很擅长将抽象的电子原理与现实生活中的生物现象进行类比，这种对比使得原本难以理解的逻辑关系瞬间变得具象化和生动起来。比如，在介绍某种传感器设计时，它会先描述某种动物是如何感知环境的，然后再揭示背后的电子实现方案，读者在理解“为什么这么设计”的同时，也自然而然地掌握了“如何设计”的技巧。这种“理论结合实践，现象驱动原理”的教学路径，极大地降低了阅读门槛，让一个对仿生学只有泛泛了解的读者，也能鼓起勇气去尝试理解那些原本需要深厚功底才能触及的技术细节。这种平易近人的讲解风格，对于自学者来说简直是福音。

评分☆☆☆☆☆

这本书在结构布局上的严谨性令人印象深刻。不同于将所有技术点混杂在一起的编排方式，每一例设计都有清晰的模块划分：首先是设计目标和仿生灵感来源，接着是核心电路原理分析，然后是详细的元件选型和连接指导，最后通常会附带一个简短的测试或优化建议。这种模块化的结构，使得读者在学习过程中可以清晰地追踪每一步的逻辑，无论你是因为某个特定的应用场景来查找资料，还是想系统学习整个设计流程，都能快速定位到所需信息。我特别喜欢它在关键步骤后加入的“设计注解”或“陷阱提示”部分，这些小小的边注往往是作者多年实践经验的结晶，能帮读者避开许多初学者容易陷入的误区，节省了大量的试错时间。这种精心组织的结构，让阅读过程充满了条理性和高效性，极大地提升了知识的吸收率。

评分☆☆☆☆☆

这本书的装帧设计和印刷质量给我留下了非常深刻的印象。当我拿到这本《科学鬼才》时，首先注意到的是它厚实的封面和清晰的字体排版。纸张的选择也很有质感，对于一本涉及技术内容的书籍来说，这一点尤其重要，因为读者在阅读和查阅电路图时，如果纸张太薄或反光严重，会大大影响阅读体验。内页的插图和示意图色彩饱满，线条流畅，细节处理得非常到位。特别是那些复杂的电路布局图，即便是初学者也能大致看清楚关键元件的连接方式。从这个角度看，出版社在图书的制作上确实下了不少功夫，让原本可能略显枯燥的技术书籍，在视觉上也有了很高的吸引力。这种对细节的关注，也侧面反映了作者和编辑团队对内容的尊重，希望读者能够获得最佳的学习体验。封面上的“科学鬼才”几个字设计得颇具创意，带着一丝神秘感和挑战欲，让人忍不住想一探究竟，看看里面究竟藏着哪些“鬼才”般的奇思妙想。整体来说，从拿到书到翻开书的这个过程，体验感是极佳的，完全不像一些为了凑数而出版的技术书籍那样粗制滥造。