科學鬼纔 仿生學電子電路設計與應用25例(圖例版) 9787115446961 pdf epub mobi txt 電子書 下載 2025

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[巴西] Newton C. Braga 著

圖書標籤:

• 仿生學
• 電子電路
• 電路設計
• 應用實例
• 科技
• 科普
• 電子技術
• 創新
• 圖解
• 學習

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齣版社： 人民郵電齣版社

ISBN：9787115446961

商品編碼：29640844579

包裝：平裝-膠訂

齣版時間：2017-02-01

基本信息

書名:科學鬼纔 仿生學電子電路設計與應用25例(圖例版)

定價：59.00元

售價：44.3元,便宜14.7元,摺扣75

作者:Newton C. Braga

齣版社：人民郵電齣版社

齣版日期：2017-02-01

ISBN：9787115446961

字數：

頁碼：

版次：1

裝幀：平裝-膠訂

開本：16開

商品重量：0.4kg

編輯推薦

※推薦者於欣龍是奧鬆機器人的創始人，被稱為“機器人爸爸”，錄製過CCTV創客精英匯等大量電視節目，擁有機器人天空網站、奧鬆機器人微信公眾賬號等宣傳渠道。※作者推薦圖書的視頻可放在網店的營銷頁麵。※本書集理論與應用於一體，循序漸進、敘述簡明，並配有大量的電路圖、實物圖及程序供讀者參考以掌握書中的知識。※本書可供智能電子産品的研發技術人員及機器人製好者參考閱讀。也可作為廣大電子愛好者的電子製作讀物，以及高中生課外科技活動的輔導書。

內容提要

本書通過25個有趣、超酷、應用廣泛、造價低廉的仿生學項目，包括電魚、蝙蝠耳、測謊儀、電子神經激勵器、恐慌發生器、電子驅蟲器、音頻和視覺生物反饋等，生動詳盡地解釋瞭生物學、電子學與機械學方麵的基本知識，並手把手教會你設計和製作仿生學電子電路所需要的實際技能，包括如何焊接、電子元器件選擇、讀懂電路原理圖和電路設計等知識。本書不僅帶給你無限樂趣，還能使你從一個電子學菜鳥迅速成長為科學鬼纔！該書可作為仿生電子學愛好者和高中、大學電子綫路課程的指導教材。

目錄

部分　引言　1

第二部分　生物學和電子技術　5

第三部分　25個仿生學實用項目　13

14　項目1——電魚實驗

26　項目2——視覺生物反饋

35　項目3——音頻生物反饋

41　項目4——神經刺激器

47　項目5——頻閃燈

53　項目6——生物信號放大器

59　項目7——恐慌發生器

68　項目8——磁場發生器

75　項目9——催眠發光二極管

80　項目10——驅蟲器

85　項目11——仿生陷阱

90　項目12——動物訓練器

96　項目13——白噪聲發生器

101　項目14——仿生耳

105　項目15——滅蟲器

109　項目16——仿生觸器

113　項目17——測謊儀

118　項目18——仿生氣味發生器

122　項目19——使用振蕩器進行仿生學實驗

125　項目20——離子發生器

130　項目21——觸覺助聽器

134　項目22——萬用錶在仿生學中的應用

138　項目23——仿生視覺

144　項目24——生態監視器

148　項目25——蝙蝠耳

第四部分　附加說明　153

作者介紹

作者，Newton C. Braga，《電子學習雜誌》的技術總監。他齣版過100多部涉及電子工程學、機械電子學、計算機技術等相關領域的著作，他的著作被翻譯成多國文字的圖書，在全世界超過三百萬本。 譯者，萬皓，獲得電子信息科學與技術專業學位，就職於國傢新聞齣版廣電總局，英語八級，熟練地翻譯短波發射機、短波天綫、電子通訊專業文章、針灸、生物科技、法規、公司宣傳、一般文學類文章。

文摘

序言

仿生學：自然智慧的啓迪與工程創新的前沿 探尋生命的奧秘，解鎖機械的無限可能。 在浩瀚的自然界中，生命以其驚人的多樣性和精妙的設計，孕育瞭無數令人嘆為觀止的生存智慧。從微觀世界的分子機器到宏觀生態係統的復雜互聯，生命的每一次進化都堪稱一部精煉的工程學巨著。仿生學，正是以此為靈感，緻力於理解、模仿並應用生物體的結構、功能和係統原理，以創造齣更高效、更環保、更智能的工程解決方案。它不僅僅是一門學科，更是一種全新的思維模式，引導我們從根源上重新審視技術創新的方嚮，將自然界億萬年演化的寶貴經驗轉化為驅動人類文明進步的強大力量。 仿生學的魅力：自然與科技的交響麯 仿生學（Biomimetics 或 Biomimicry）一詞，來源於希臘語“bios”（生命）和“mimesis”（模仿）。它所追求的目標，是深入洞察生物體在漫長演化過程中形成的解決問題策略，並將這些策略提煉、抽象，最終應用於工程設計和技術開發之中。這種跨學科的領域，融閤瞭生物學、工程學、材料學、物理學、化學、計算機科學等多個學科的知識，旨在創造齣與自然和諧共存，甚至能解決自然界所麵臨挑戰的新技術和新産品。 為何說仿生學充滿魅力？因為它讓我們看到，許多看似復雜的技術難題，或許早已在自然界的某個角落得到瞭優雅而高效的解答。例如，飛行的夢想，人類探索瞭數百年，最終從鳥類翅膀的空氣動力學原理中獲得瞭靈感，發明瞭飛機； Velcro（魔術貼）的發明，則源於瑞士工程師發現牛蒡子如何在動物的毛皮上牢牢地粘附；而蜘蛛絲驚人的強度和韌性，至今仍是科學傢們夢寐以求的先進材料。仿生學賦予我們一個獨特的視角，讓我們能夠“嚮大自然學習”，將那些看似微不足道的生物現象，轉化為改變世界的重大突破。 仿生學的核心原理：學習自然的“成功法則” 生物體之所以能在嚴酷的環境中繁衍生息，並展現齣令人驚嘆的適應性和效率，離不開其內在遵循的一係列“成功法則”。仿生學正是試圖揭示和學習這些法則： 結構決定功能： 生物體精巧的結構往往與其特定的功能緊密相關。例如，蓮葉錶麵的微觀紋理使其具有超疏水性，能夠自清潔；鳥類骨骼的空心結構在保證強度的同時減輕瞭重量。仿生學傢通過研究這些結構，來設計輕質、高強、功能獨特的材料和結構。 材料的智能性： 自然界的材料往往具備智能響應的特性。例如，有些植物會根據光照強度調整葉片角度；海葵在受到刺激時會收縮。仿生材料的研究，旨在開發能夠感知環境變化並作齣相應反應的新型材料。 能量的高效利用： 生命活動對能量的需求是持續的，但生物體在能量獲取和利用方麵卻錶現齣極高的效率。光閤作用、肌肉收縮等過程都經過瞭精密的能量轉化和儲存。仿生學在能源領域的應用，如模仿光閤作用的太陽能電池，或設計高效的能量儲存係統，都極具潛力。 信息的高效傳遞與處理： 生物體擁有復雜的信號傳遞和信息處理係統，例如神經係統。仿生學在人工智能、機器人和通信技術等領域，藉鑒瞭生物的信息處理方式。 係統的協同與適應： 生物體內部以及生態係統中的各個組成部分，都存在著復雜的協同關係，能夠有效地應對外部環境的變化。仿生學在係統設計方麵，也強調整體的優化和動態的適應性。 仿生學在工程領域的應用：從微觀到宏觀的革新 仿生學的觸角已經延伸到幾乎所有工程領域，並帶來瞭顛覆性的創新。 材料科學： 自清潔錶麵： 模仿蓮葉錶麵的微觀結構，開發齣具有超疏水性和自清潔功能的塗層，應用於建築、汽車、紡織品等領域。 高強度輕質材料： 藉鑒蜘蛛絲的分子結構和排列方式，研究開發齣比鋼材更堅固且更輕的縴維材料，用於航空航天、防護裝備等。 生物降解材料： 模仿自然界中細菌降解有機物的過程，開發可生物降解的塑料和包裝材料，以解決塑料汙染問題。 智能材料： 研發能夠根據溫度、濕度、光照等外部條件改變自身形狀、顔色或性質的材料，用於可穿戴設備、醫療器械等。 機器人技術： 仿生機器人： 模仿昆蟲、爬行動物、鳥類甚至魚類的運動方式和感知能力，設計齣更靈活、更適應復雜環境的機器人。例如，蛇形機器人能夠穿過狹窄的空間；四足機器人能夠模仿動物的行走姿態，在崎嶇地形上移動。 觸覺傳感器： 模仿昆蟲的觸角和皮膚感受器，開發高靈敏度的觸覺傳感器，應用於機器人抓取、醫療診斷等。 導航與感知係統： 藉鑒昆蟲復眼或蝙蝠迴聲定位的原理，設計更先進的視覺和導航係統。 航空航天： 飛行器設計： 從鳥類翅膀的形狀和撲翼機製中汲取靈感，優化飛機翼型，提高升力並降低阻力。研究“撲翼式”飛行器，模仿鳥類和昆蟲的飛行方式，有望實現更安靜、更靈活的飛行。 材料減重： 藉鑒生物骨骼的輕質高強結構，研發用於航空器的新型輕質復閤材料。 能源領域： 太陽能發電： 模仿植物葉片的光閤作用過程，研究開發更高效的光伏材料和電池，提高太陽能的轉換效率。 風能利用： 藉鑒鯨魚鰭的特殊構造，設計更高效的風力渦輪葉片，以提高能量捕獲效率。 醫療健康： 仿生假肢： 模仿人體肌肉和骨骼的結構與功能，設計更逼真、更靈敏的仿生假肢，幫助殘疾人士恢復運動能力。 藥物輸送係統： 模仿病毒或細胞膜的結構，設計能夠靶嚮特定細胞或組織、精確控製藥物釋放的納米載體。 生物傳感器： 模仿生物體內識彆和響應特定分子的機製，開發用於疾病診斷、生理監測的生物傳感器。 建築與城市規劃： 節能建築： 模仿白蟻丘的通風係統，設計自然通風良好的建築，減少能源消耗。 結構設計： 藉鑒植物的抗風、抗震結構，優化建築物的整體結構穩定性。 挑戰與未來展望：通往可持續未來的橋梁 盡管仿生學展現齣巨大的潛力，但其發展也麵臨諸多挑戰。首先，對生物係統的深入理解需要大量的跨學科研究和實驗驗證。其次，將生物體的復雜結構和功能轉化為可規模化生産的工程技術，也需要突破材料製造和工藝上的瓶頸。此外，成本效益和環境兼容性也是仿生産品落地應用需要重點考量的因素。 然而，隨著科學技術的不斷進步，我們對生命的認知日益深入，對材料和製造工藝的掌控能力也日益增強。仿生學正以前所未有的速度發展，並將成為解決人類社會麵臨的重大挑戰，如資源枯竭、環境汙染、能源危機等，提供創新性的解決方案。它不僅能提升工程技術的性能和效率，更能引導我們走嚮一條更加可持續、更加和諧的發展道路。 仿生學，是連接自然智慧與人類創新的堅實橋梁，它邀請我們以謙遜而好奇的心態，去觀察、去學習、去創造，共同描繪一個更加美好的未來。

評分☆☆☆☆☆

這本書在結構布局上的嚴謹性令人印象深刻。不同於將所有技術點混雜在一起的編排方式，每一例設計都有清晰的模塊劃分：首先是設計目標和仿生靈感來源，接著是核心電路原理分析，然後是詳細的元件選型和連接指導，最後通常會附帶一個簡短的測試或優化建議。這種模塊化的結構，使得讀者在學習過程中可以清晰地追蹤每一步的邏輯，無論你是因為某個特定的應用場景來查找資料，還是想係統學習整個設計流程，都能快速定位到所需信息。我特彆喜歡它在關鍵步驟後加入的“設計注解”或“陷阱提示”部分，這些小小的邊注往往是作者多年實踐經驗的結晶，能幫讀者避開許多初學者容易陷入的誤區，節省瞭大量的試錯時間。這種精心組織的結構，讓閱讀過程充滿瞭條理性和高效性，極大地提升瞭知識的吸收率。

評分☆☆☆☆☆

這本書對於激發動手實踐的欲望起到瞭非常積極的作用。理論知識再紮實，如果不付諸實踐，終究是紙上談兵。這本書的魅力在於，它提供的25個案例，每一個都似乎在對讀者發齣邀請：“來，我們一起把它做齣來試試看！”它提供的不僅是理論藍圖，更像是一份可以被立即執行的“行動綱領”。很多案例的復雜度設置得非常閤理，意味著讀者隻需要稍加準備，就可以在自己的工作颱上復現甚至改進這些設計。更不用說，許多設計都暗示瞭未來商業化或進一步研究的方嚮，這無疑為有誌於此的讀者開闢瞭新的思路。真正好的技術書籍，應該像一位耐心的導師，在給齣方法的同時，也給予瞭讀者邁齣第一步的信心和勇氣。這本書在這方麵做得非常成功，它讓你在讀完後，立刻就有把工具箱打開，開始焊接和調試的衝動。

評分☆☆☆☆☆

這本書的裝幀設計和印刷質量給我留下瞭非常深刻的印象。當我拿到這本《科學鬼纔》時，首先注意到的是它厚實的封麵和清晰的字體排版。紙張的選擇也很有質感，對於一本涉及技術內容的書籍來說，這一點尤其重要，因為讀者在閱讀和查閱電路圖時，如果紙張太薄或反光嚴重，會大大影響閱讀體驗。內頁的插圖和示意圖色彩飽滿，綫條流暢，細節處理得非常到位。特彆是那些復雜的電路布局圖，即便是初學者也能大緻看清楚關鍵元件的連接方式。從這個角度看，齣版社在圖書的製作上確實下瞭不少功夫，讓原本可能略顯枯燥的技術書籍，在視覺上也有瞭很高的吸引力。這種對細節的關注，也側麵反映瞭作者和編輯團隊對內容的尊重，希望讀者能夠獲得最佳的學習體驗。封麵上的“科學鬼纔”幾個字設計得頗具創意，帶著一絲神秘感和挑戰欲，讓人忍不住想一探究竟，看看裏麵究竟藏著哪些“鬼纔”般的奇思妙想。整體來說，從拿到書到翻開書的這個過程，體驗感是極佳的，完全不像一些為瞭湊數而齣版的技術書籍那樣粗製濫造。

評分☆☆☆☆☆

這本書的敘事節奏掌握得非常巧妙，不像很多技術手冊那樣上來就堆砌公式和晦澀的理論，而是通過一個個具體的“案例”作為切入點，循序漸進地引導讀者進入仿生學和電子電路設計的復雜世界。我尤其欣賞它在講解每一個設計時所采用的“故事化”敘述方式。作者似乎很擅長將抽象的電子原理與現實生活中的生物現象進行類比，這種對比使得原本難以理解的邏輯關係瞬間變得具象化和生動起來。比如，在介紹某種傳感器設計時，它會先描述某種動物是如何感知環境的，然後再揭示背後的電子實現方案，讀者在理解“為什麼這麼設計”的同時，也自然而然地掌握瞭“如何設計”的技巧。這種“理論結閤實踐，現象驅動原理”的教學路徑，極大地降低瞭閱讀門檻，讓一個對仿生學隻有泛泛瞭解的讀者，也能鼓起勇氣去嘗試理解那些原本需要深厚功底纔能觸及的技術細節。這種平易近人的講解風格，對於自學者來說簡直是福音。

評分☆☆☆☆☆

在內容深度方麵，這本書展現齣瞭一種恰到好處的平衡感。它既不是那種停留在錶麵、隻做概念介紹的入門讀物，也不是動輒要求讀者具備專業工程師背景纔能理解的“高冷”文獻。它似乎精準地定位在瞭“進階入門”和“初級實戰”之間的那個黃金地帶。書中介紹的25個應用實例，每一個都設計得頗具巧思，涵蓋瞭從基礎的信號處理到更復雜的係統集成。更重要的是，這些案例並不是簡單地羅列功能，而是深入探討瞭設計背後的權衡與取捨——比如在功耗、精度和成本之間的平衡點如何選擇。這種對設計哲學層麵的探討，遠超齣瞭單純的“教你搭電路”的範疇，它培養的是一種工程師的思維模式，即在有限的資源下，如何找到最優解。對於那些已經掌握瞭基礎電路知識，渴望將理論轉化為實際項目的人來說，這本書提供的實戰經驗和思考框架，無疑是極其寶貴的財富。