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融合與交流:智能運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)

融合與交流:智能運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)

作者：戴躍
出版社：上？茖W(xué)技術(shù)文獻(xiàn)出版社出版時(shí)間：2022-02-01
開(kāi)本： 16開(kāi) 頁(yè)數(shù)： 269
中 圖 價(jià):¥93.8(6.8折) 定價(jià)  ¥138.0 登錄后可看到會(huì)員價(jià)
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融合與交流:智能運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng) 版權(quán)信息

融合與交流:智能運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng) 本書(shū)特色

人工智能前沿科學(xué)叢書(shū)旨在用通俗的語(yǔ)言，詮釋目前人工智能研究的概貌和進(jìn)展情況。主筆專(zhuān)家均為人工智能研究領(lǐng)域各細(xì)分學(xué)科的著名專(zhuān)家學(xué)者。叢書(shū)分別從智能體構(gòu)建、人工智能中的搜索與優(yōu)化、構(gòu)建適應(yīng)復(fù)雜環(huán)境的智能體、類(lèi)腦智能機(jī)器人、智能運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)以及人工智能治理、倫理問(wèn)題等方面討論人工智能發(fā)展的若干進(jìn)展。在叢書(shū)中，讀者可以了解人工智能簡(jiǎn)史、人工智能基本內(nèi)涵、發(fā)展現(xiàn)狀以及標(biāo)志性事件和無(wú)人駕駛汽車(chē)、智能機(jī)器人等人工智能產(chǎn)業(yè)發(fā)展情況，同時(shí)也討論和展望人工智能發(fā)展趨勢(shì)，闡述人工智能對(duì)科技發(fā)展、社會(huì)經(jīng)濟(jì)以及道德倫理的影響。

融合與交流:智能運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng) 內(nèi)容簡(jiǎn)介

人工智能與生命科學(xué)似乎是兩個(gè)彼此相關(guān)卻無(wú)交集的領(lǐng)域。比如說(shuō)，構(gòu)建人工智能核心算法的人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)與中樞神經(jīng)系統(tǒng)中的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)有天壤之別；人工智能構(gòu)造的神經(jīng)元與中樞神經(jīng)系統(tǒng)中的神經(jīng)元更是千差萬(wàn)別。當(dāng)然，盡管人工智能與生命科學(xué)中的人腦研究有著諸多的“貌合神離”，這并不影響兩個(gè)領(lǐng)域內(nèi)的科學(xué)家們“和而不同”地開(kāi)展著彼此的研究。未來(lái)的交集何在也許并不重要，重要的是對(duì)人腦之謎極其應(yīng)用的興趣與探究，在解開(kāi)人腦之謎的研究中或許人工智能的科學(xué)家們與生命科學(xué)的研究者們有一天會(huì)殊途同歸，共同呈現(xiàn)給世界一個(gè)能依照人類(lèi)意志而“點(diǎn)石成金”的大腦。 本書(shū)試圖從一個(gè)獨(dú)特的研究領(lǐng)域——脊髓運(yùn)動(dòng)控制來(lái)建立或溝通人工智能與生命科學(xué)在離子通道、神經(jīng)元與神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)層次上的融合與交流。如果說(shuō)人工智能是用一切可能的技術(shù)手段來(lái)模擬人的思想和行為，那么本書(shū)的初衷就是用什么樣的材料和技術(shù)可以讓脊髓中的神經(jīng)元在芯片中成長(zhǎng)與興奮？如何讓中樞神經(jīng)系統(tǒng)中的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)通過(guò)芯片的突觸去控制骨骼肌的屈伸使肢體產(chǎn)生運(yùn)動(dòng)？

融合與交流:智能運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng) 目錄

章 神經(jīng)生理學(xué)基礎(chǔ)…………………………………………………… 1 1.1 中樞神經(jīng)系統(tǒng) ……………………………………………… 3 1.2 外周神經(jīng)系統(tǒng) ……………………………………………… 8 1.3 脊髓運(yùn)動(dòng)控制 ………………………………………………11 1.4 脊髓反射 ……………………………………………………13 1.5 行進(jìn)運(yùn)動(dòng) ……………………………………………………17 第二章 神經(jīng)元與膜特性……………………………………………………23 2.1 神經(jīng)元 ………………………………………………………24 2.2 動(dòng)作電位 ……………………………………………………28 2.3 神經(jīng)元細(xì)胞膜特性與定量化描述 …………………………35 2.4 神經(jīng)元興奮性的定量化描述 ………………………………39 2.5 神經(jīng)元興奮性與細(xì)胞形態(tài) …………………………………42 第三章 離子通道……………………………………………………………47 3.1 離子通道的分類(lèi) ……………………………………………48 3.2 離子通道的結(jié)構(gòu) ……………………………………………54 3.3 神經(jīng)元興奮性與離子通道 …………………………………61 3.4 離子通道與行進(jìn)運(yùn)動(dòng)控制 …………………………………64 第四章 神經(jīng)元信號(hào)傳遞機(jī)制………………………………………………69 4.1 突觸 …………………………………………………………70 4.2 縫隙連接 ……………………………………………………73 4.3 信號(hào)傳遞 ……………………………………………………74 4.4 神經(jīng)遞質(zhì)與興奮性調(diào)節(jié) ……………………………………78 第五章 神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)與運(yùn)動(dòng)控制………………………………………………95 5.1 神經(jīng)元與神經(jīng)網(wǎng)絡(luò) …………………………………………96 5.2 脊髓神經(jīng)元與中樞模式發(fā)生器 ……………………………99 5.3 CPG與脊髓反射 ………………………………………… 104 5.4 CPG與行進(jìn)運(yùn)動(dòng) ………………………………………… 107 5.5 中腦運(yùn)動(dòng)區(qū)（MLR）與行進(jìn)運(yùn)動(dòng) ……………………… 110 第六章 骨骼肌生理學(xué)基礎(chǔ)……………………………………………… 113 6.1 肌肉分類(lèi)： ………………………………………………… 114 6.2 骨骼肌結(jié)構(gòu) ……………………………………………… 115 6.3 骨骼肌力量的產(chǎn)生機(jī)制 ………………………………… 119 6.4 運(yùn)動(dòng)單位（motor unit） ………………………………… 124 6.5 運(yùn)動(dòng)單位的募集 ………………………………………… 125 6.6 尺寸原理 ………………………………………………… 126 第七章 神經(jīng)元模型……………………………………………………… 129 7.1 神經(jīng)元的被動(dòng)膜特性 …………………………………… 130 7.2 細(xì)胞膜的RC電路計(jì)算 …………………………………… 132 7.3 電纜理論基礎(chǔ) …………………………………………… 133 7.4 電纜方程 ………………………………………………… 134 7.5 電纜方程的求解問(wèn)題 …………………………………… 135 7.6 電壓衰減問(wèn)題 …………………………………………… 137 7.7 時(shí)空常數(shù)與輸入電阻 …………………………………… 137 7.8 艙室模型 ………………………………………………… 139 7.9 二分之三次冪指數(shù)原則 ………………………………… 140 7.10 神經(jīng)元的主動(dòng)膜特性 …………………………………… 142 7.11 離子通道門(mén)控機(jī)制的數(shù)學(xué)描述 ………………………… 144 7.12 Hodgkin-Huxley（HH）模型 ………………………… 146 7.13 突觸電流 ………………………………………………… 150 7.14 運(yùn)動(dòng)神經(jīng)元模型 ………………………………………… 153 7.15 模型仿真與應(yīng)用 ………………………………………… 159 第八章 神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型…………………………………………………… 165 8.1 興奮與抑制性突觸 ……………………………………… 166 8.2 縫隙連接 ………………………………………………… 171 8.3 運(yùn)動(dòng)單元及運(yùn)動(dòng)神經(jīng)元池模型 ………………………… 172 8.4 運(yùn)動(dòng)單元募集模型 ……………………………………… 174 8.5 CPG神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型 ……………………………………… 177 8.6 CPG感覺(jué)信號(hào)調(diào)節(jié)機(jī)制 ………………………………… 181 8.7 運(yùn)動(dòng)控制的離子通道基礎(chǔ) ……………………………… 182 8.8 多足智能運(yùn)動(dòng)控制 ……………………………………… 185 第九章 智能脊髓運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)………………………………………… 193 9.1 系統(tǒng)集成設(shè)計(jì) …………………………………………… 194 9.2 FPGA在神經(jīng)系統(tǒng)的應(yīng)用 ……………………………… 196 9.3 神經(jīng)智能控制接口 ……………………………………… 199 9.4 神經(jīng)智能控制系統(tǒng)實(shí)例 ………………………………… 201 第十章 人工肌肉………………………………………………………… 205 10.1 氣動(dòng)控制人工肌肉 ……………………………………… 207 10.2 液壓控制人工肌肉 ……………………………………… 210 10.3 電控制人工肌肉 ………………………………………… 211 10.4 熱敏控制人工肌肉 ……………………………………… 216 10.5 化學(xué)控制人工肌肉 ……………………………………… 220 10.6 其他新型人工肌肉 ……………………………………… 222 第十一章 仿生學(xué)運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)……………………………………………… 227 11.1 機(jī)器人 …………………………………………………… 230 11.2 機(jī)器狗 …………………………………………………… 237 11.3 機(jī)器鳥(niǎo) …………………………………………………… 238 11.4 機(jī)器魚(yú) …………………………………………………… 240 第十二章 智能運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)的應(yīng)用………………………………………… 243 12.1 脊髓損傷與康復(fù)治療 …………………………………… 244 12.2 肢體助力與行走 ………………………………………… 247 參考文獻(xiàn) ……………………………………………………… 256
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融合與交流:智能運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng) 作者簡(jiǎn)介

戴躍，華東師范大學(xué)紫江特聘教授，從教于通信與電子工程學(xué)院和體育與健康學(xué)院。2002年畢業(yè)于馬尼托巴大學(xué)醫(yī)學(xué)院生理系，師從Larry Jordan教授，獲神經(jīng)生理學(xué)博士學(xué)位；2002在美國(guó)華盛頓大學(xué)（University of Washington ）醫(yī)學(xué)院生理與生物物理學(xué)系師從Marc Binder教授，從事博士后研究。2004-2013年作為資深研究員在加拿大馬尼托巴大學(xué)醫(yī)學(xué)院脊髓研究中心從事脊髓研究工作。2014年至今，受聘華東師范大學(xué)，從事科研和教學(xué)工作。

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