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文档简介

生物系统建模与仿真●生物控制论概述●基本概念●仿真示例生物控制论生物控制论是应用控制论的理论和方法研究生物体的学科其主要研究对象是生物系统的调节控制及信息处理问题,是系统的、动态的、定量的研究生物体的重要工具。生物控制论是一个广大的领域,本课程结合生物医学问题的典型实例运用控制理论的基本概念理论和方法进行分析,使同学掌握生物控制论的基本内容,树立从整体和综合角度研究生物医学问题和建立系统数学模型的观点。同时对于如何将怎样把信息科学,数理科学和生命科学(主要是神经科学)融合起来进行研究,特别是其中的基于生物学实验基础之上的建模和计算机仿真方法有一个入门性的了解。生物系统的显著特点●非线性需要●时变性系统的(整体的)●紧耦合动态的定量的●多层次进行研究生物控制论的发展概况●控制论的产生《控制论一关于在动物和机器中控制和通讯的科学》Cyberneticsorcontrolandcommunicationintheanimalandmachine-N.Wiener,1948WhatisbiologicalCybernetics?Cybernetics(舵手,govern生物控制论的主要目的在于建立能反映人体和动物功能的模型和理论,而且这种模型和理论中的逻辑原理和有机体本身中起作用的逻辑原理是相同的。它也试图建立和生物系统有同样的物理与生物化学成份的模型。它是少数能真正地称之为边缘科学的学科之一。无论对生物学还是医学来说,生物控制论都给了它们以一种新的、普遍适用的、能充分发挥数学威力的语言”我们研究生物这种复杂系统的工具就是去测量与此系统有关的某些量,并研究这些量之间的数学关系。这就是说生物控制论是以生物体中的控制和信息过程(即信息的接收、传递、存储、反馈和处理的过程)作为研究对象目的是构造生物体中控制和信息过程的模型。因此,我们又可认为把控制论用于生物科学中去就是生物控制论生物控制论的学科地位生物科学:心理学、生理学、行为学、脑科学、思维科学信息科学:信息论、生物信息学、全信息论系统科学:系统学、控制论、生物控制论、大系统控制论.生物科学信息科学[多学科协同系统科学生物控制论的研究内容●从系统的、定量的、动态的角度定量化研究生物系统●生物反馈系统的定量的和动态的研究●生物系统辨识●神经元与神经网络的研究●感觉系统中信息传递、编码和加工等过程的模型和分析●神经控制论生物控制论的研究内容●神经系统信息加工的模型与模拟中国自动化学生物系统中的非线性问题会生物控制论与生物医学工●生物系统的调节与控程专业委员会●生物医学信号与图象处理理解大脑的工作原理●视觉信息的编码、表达和加工●不同的脑功能状态下的模型与仿真问题●动态脑模型以及学习、记忆与决策●意识产生的物质基础生物控制论的研究方法●

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