1. 智能控制原理
智能控制(intelligent controls)在無人干預的情況下能自主地驅動智能機器實現控制目標的自動控制技術。 控制理論發展至今已有100多年的歷史,經歷了「經典控制理論」和「現代控制理論」的發展階段,已進入「大系統理論」和「智能控制理論」階段。
智能控制的基本概念
智能控制的定義一: 智能控制是由智能機器自主地實現其目標的過程。而 智能機器則定義為,在結構化或非結構化的,熟悉的或陌生的環境中,自主地或與人交互地執行人類規定的任務的一種機器。
定義二: K.J.奧斯托羅姆則認為,把人類具有的直覺推理和試湊法等智能加以形式化或機器模擬,並用於控制系統的分析與設計中,使之在一定程度上實現控制系統的智能化,這就是智能控制。他還認為自調節控制,自適應控制就是智能控制的低級體現。
定義三: 智能控制是一類無需人的干預就能夠自主地驅動智能機器實現其目標的自動控制,也是用計算機模擬人類智能的一個重要領域。
定義四: 智能控制實際只是研究與模擬人類智能活動及其控制與信息傳遞過程的規律,研製具有仿人智能的工程式控制制與信息處理系統的一個新興分支學科。
產生及發展
自1932年奈魁斯特(H.Nyquist)的有關反饋放大器穩定性論文發表以來,控制理論的發展已走過了60多年的歷程。一般認為,前30年是 經典控制理論的發展和成熟階段,後30年是 現代控制理論的形成和發展階段。隨著研究的對象和系統越來越復雜,藉助於數學模型描述和分析的傳統控制理論已難以解決復雜系統的控制問題。智能控制是針對控制對象及其環境、目標和任務的 不確定性和復雜性而產生和發展起來的。
從20世紀60年代起,計算機技術和人工智慧技術迅速發展,為了提高控制系統的自學習能力,控制界學者開始將人工智慧技術應用於控制系統。
1965年,美籍華裔科學家傅京孫教授首先把人工智慧的啟發式推理規則用於學習控制系統,1966年,Mendel進一步在空間飛行器的學習控制系統中應用了人工智慧技術,並提出了「人工智慧控制」的概念。1967年,Leondes和Mendel首先正式使用「智能控制」一詞。
20世紀70年代初,傅京孫、Glofis0和Saridis等學者從控制論角度總結了人工智慧技術與自適應、自組織、自學習控制的關系,提出了智能控制就是人工智慧技術與控制理論的交叉的思想,並創立了人機互動式分級遞階智能控制的系統結構。
20世紀70年代中期,以模糊集合論為基礎,智能控制在規則控制研究上取得了重要進展。1974年,Mamdani提出了基於 模糊語言描述控制規則的模糊控制器,將模糊集和模糊語言邏輯用於 工業過程式控制制,之後又成功地研製出自組織模糊控制器,使得模糊控制器的智能化水平有了較大提高。模糊控制的形成和發展,以及與人工智慧的相互滲透,對智能控制理論的形成起了十分重要的推動作用。
20世紀80年代,專家系統技術的逐漸成熟及計算機技術的迅速發展,使得智能控制和決策的研究也取得了較大進展。1986年,K.J.Astrom發表的著名論文《專家控制》中,將人工智慧中的專家系統技術引入控制系統,組成了另一種類型的智能控制系統——專家控制。目前,專家控制方法已有許多成功應用的實例。
詳解
對許多復雜的系統,難以建立有效的數學模型和用常規的控制理論去進行定量計算和分析,而必須採用定量方法與定性方法相結合的控制方式。定量方法與定性方法相結合的目的是,要由機器用類似於人的智慧和經驗來引導求解過程。因此,在研究和設計智能系統時,主要注意力不放在數學公式的表達、計算和處理方面,而是放在對任務和現實模型的描述、符號和環境的識別以及知識庫和推理機的開發上,即智能控制的關鍵問題不是設計常規控制器,而是研製 智能機器的模型。此外,智能控制的核心在高層控制,即組織控制。高層控制是對實際環境或過程進行組織、決策和規劃,以實現問題求解。為了完成這些任務,需要採用符號信息處理、啟發式程序設計、知識表示、自動推理和決策等有關技術。這些問題求解過程與人腦的思維過程有一定的相似性,即具有一定程度的「智能」。
隨著人工智慧和計算機技術的發展,已經有可能把自動控制和人工智慧以及系統科學中一些有關學科分支(如系統工程、 系統學、 運籌學、 資訊理論)結合起來,建立一種適用於復雜系統的控制理論和技術。智能控制正是在這種條件下產生的。它是 自動控制技術的最新發展階段,也是用計算機模擬人類智能進行控制的研究領域。1965年,傅京孫首先提出把人工智慧的啟發式推理規則用於學習控制系統。1985年,在美國首次召開了智能控制學術討論會。1987年又在美國召開了智能控制的首屆國際學術會議,標志著智能控製作為一個新的學科分支得到承認。智能控制具有交叉學科和定量與定性相結合的分析方法和特點。
一個系統如果具有感知環境、不斷獲得信息以減小不確定性和計劃、產生以及執行控制行為的能力,即稱為 智能控制系統. 智能控制技術是在向人腦學習的過程中不斷發展起來的,人腦是一個超級智能控制系統,具有實時推理、決策、學習和記憶等功能,能適應各種復雜的控制環境.
智能控制與傳統的或常規的控制有密切的關系,不是相互排斥的. 常規控制往往包含在智能控制之中,智能控制也利用常規控制的方法來解決「低級」的控制問題,力圖擴充常規控制方法並建立一系列新的理論與方法來解決更具有挑戰性的復雜控制問題.
1. 傳統的自動控制是建立在確定的模型基礎上的,而智能控制的研究對象則存在模型嚴重的不確定性,即模型未知或知之甚少者模型的結構和參數在很大的范圍內變動,比如工業過程的病態結構問題、某些干擾的無法預測,致使無法建立其模型,這些問題對基於模型的傳統自動控制來說很難解決。
2. 傳統的自動控制系統的輸入或輸出設備與人及外界環境的信息交換很不方便,希望製造出能接受印刷體、圖形甚至手寫體和口頭命令等形式的信息輸入裝置,能夠更加深入而靈活地和系統進行信息交流,同時還要擴大輸出裝置的能力,能夠用文字、圖紙、立體形象、語言等形式輸出信息。另外,通常的自動裝置不能接受、分析和感知各種看得見、聽得著的形象、聲音的組合以及外界其它的情況。 為擴大信息通道,就必須給自動裝置安上能夠以機械方式模擬各種感覺的精確的送音器,即文字、聲音、物體識別裝置。 可喜的是,近幾年計算機及多媒體技術的迅速發展,為智能控制在這一方面的發展提供了物質上的准備,使智能控制變成了多方位「立體」的控制系統。
3. 傳統的自動控制系統對控制任務的要求要麼使輸出量為定值(調節系統),要麼使輸出量跟隨期望的運動軌跡(跟隨系統),因此具有控制任務單一性的特點,而智能控制系統的控制任務可比較復雜,例如在 智能機器人系統中,它要求系統對一個復雜的任務具有自動規劃和決策的能力,有自動躲避障礙物運動到某一預期目標位置的能力等.。對於這些具有復雜的任務要求的系統,採用智能控制的方式便可以滿足。
4. 傳統的控制理論對線性問題有較成熟的理論,而對高度非線性的控制對象雖然有一些非線性方法可以利用,但不盡人意。 而智能控制為解決這類復雜的非線性問題找到了一個出路,成為解決這類問題行之有效的途徑。 工業過程智能控制系統除具有上述幾個特點外,又有另外一些特點,如被控對象往往是動態的,而且控制系統在線運動,一般要求有較高的實時響應速度等,恰恰是這些特點又決定了它與其它智能控制系統如智能機器人系統、航空航天控制系統、交通運輸控制系統等的區別,決定了它的控制方法以及形式的獨特之處。
2. 人類受動物的啟示的哪些發明
人類通過從動物身上得到的啟發,發明了許多東西.請大家知道的告訴我!快!
比如:從蜻蜓身上發明了飛機
蝴蝶
五彩的蝴蝶顏色粲然,如重月紋鳳蝶、褐脈金斑蝶等,尤其是螢光翼鳳蝶,其後翊在陽光下時而金黃,時而翠綠,有時還由紫變藍。科學家通過對蝴蝶色彩的研究,為軍事防禦帶來了極大的稗益。在二戰期間,德軍包圍了列寧格勒,企圖用轟炸機摧毀其軍事目標和其他防禦設施。蘇聯昆蟲學家施萬維奇根據當時人們對偽裝缺乏認識的情況,提出利用蝴蝶的色彩在花叢中不易被發現的道理,在軍事設施上覆蓋蝴蝶花紋般的偽裝。因此,盡管德軍費盡心機,但列寧格勒的軍事基地仍然無恙,為贏得最後的勝利奠定了堅實的基礎。根據同樣的原理,後來人們還生產出了迷彩服,大大減少了戰斗中的傷亡。
人造衛星在太空中由於位置的不斷變化可引起溫度驟然變化,有時溫差可高達兩、三網路,嚴重影響許多儀器的正常工作。科學家們受蝴蝶身上的鱗片會隨陽光的照射方向自動變換角度而調節體溫的啟發,將人造衛星的控溫系統製成了葉片反兩面輻射、散熱能力相差很大的百葉窗樣式,在每扇窗的轉動位置安裝有對溫度敏感的金屬絲,隨溫度變化可調節窗的開合,從而保持了人造衛星內部溫度的恆定,解決了航天事業中的一大難題。
甲蟲
甲蟲自衛時,可噴射出具有惡臭的高溫液體「炮彈」,以迷惑、刺激和驚嚇敵害。科學家將其解剖後發現甲蟲體內有3個小室,分別儲有二元酚溶液、雙氧水和生物酶。二元酚和雙氧水流到第三小室與生物酶混合發生化學反應,瞬間就成為100℃的毒液,並迅速射出。這種原理目前已應用於軍事技術中。二戰期間,德國納粹為了戰爭的需要,據此機理製造出了一種功率極大且性能安全可靠的新型發動機,安裝在飛航式導彈上,使之飛行速度加快,安全穩定,命中率提高,英國倫敦在受其轟炸時損失慘重。美國軍事專家受甲蟲噴射原理的啟發研製出了先進的二元化武器。這種武器將兩種或多種能產生毒劑的化學物質分裝在兩個隔開的容器中,炮彈發射後隔膜破裂,兩種毒劑中間體在彈體飛行的8—10秒內混合並發生反應,在到達目標的瞬間生成致命的毒劑以殺傷敵人。它們易於生產、儲存、運輸,安全且不易失效。螢火蟲可將化學能直接轉變成光能,且轉化效率達100%,而普通電燈的發光效率只有6%。人們模仿螢火蟲的發光原理製成的冷光源可將發光效率提高十幾倍,大大節約了能量。另外,根據甲蟲的視動反應機制研製成功的空對地速度計已成功地應用於航空事業中。
蜻蜓
蜻蜓通過翅膀振動可產生不同於周圍大氣的局部不穩定氣流,並利用氣流產生的渦流來使自己上升。蜻蜓能在很小的推力下翱翔,不但可向前飛行,還能向後和左右兩側飛行,其向前飛行速度可達72公里/小時。此外,蜻蜓的飛行行為簡單,僅靠兩對翅膀不停地拍打。科學家據此結構基礎研製成功了直升飛機。飛機在高速飛行時,常會引起劇烈振動,甚至有時會折斷機翼而引起飛機失事。蜻蜓依靠加重的翅膀在高速飛行時安然無恙,於是人們效仿蜻蜓在飛機的兩翼加上了平衡重錘,解決了因高速飛行而引起振動這個令人棘手的問題。
為了研究滑翔飛行和碰撞的空氣動力學以及其飛行的效率,一個四葉驅動,用遠程水平儀控制的機動機翼(翅膀)模型被研製,並第一次在風洞內測試了各項飛行參數。
第二個模型試圖安裝一個以更快頻率飛行的翅膀,達到每秒18次震動的速度。有特色的是,這個模型採用了可變可調節前後兩對機翼之間相差的裝置。
研究的中心和長遠目標,是要研究使用「翅膀」驅動的飛機表現,以及與傳統的螺旋推動器驅動的飛機效率的比較等等。
蒼蠅
家蠅的特別之處在於它的快速的飛行技術,這使得它很難被人類抓住。即使在它的後面也很難接近它。它設想到了每一種情況,非常小心,並能快速移動。那麼,它是怎麼做到的呢?
昆蟲學家研究發現,蒼蠅的後翅退化成一對平衡棒。當它飛行時,平衡棒以一定的頻率進行機械振動,可以調節翅膀的運動方向,是保持蒼蠅身體平衡導航儀。科學家據此原理研製成一代新型導航儀——振動陀螺儀,大在改進了飛機的飛行性能,可使飛機自動停止危險的滾翻飛行,在機體強烈傾斜時還能自動恢復平衡,即使是飛機在最復雜的急轉彎時也萬無一失。蒼蠅的復眼包含4000個可獨立成像的單眼,能看清幾乎360度范圍內的物體。在蠅眼的啟示下,人們製成了由1329塊小透鏡組成的一次可拍1329張高解析度照片的蠅眼照像機,在軍事、醫學、航空、航天上被廣泛應用。蒼蠅的嗅覺特別靈敏並能對數十種氣味進行快速分析且可立即作出反應。科學家根據蒼蠅嗅覺器官的結構,把各種化學反應轉變成電脈沖的方式,製成了十分靈敏的小型氣體分析儀,目前已廣泛應用於宇宙飛船、潛艇和礦井等場所來檢測氣體成分,使科研、生產的安全系數更為准確、可靠。
蜂類
蜂巢由一個個排列整齊的六稜柱形小蜂房組成,每個小蜂房的底部由3個相同的菱形組成,這些結構與近代數學家精確計算出來的——菱形鈍角109○28』,銳角70○32』完全相同,是最節省材料的結構,且容量大、極堅固,令許多專家贊嘆不止。人們仿其構造用各種材料製成蜂巢式夾層結構板,強度大、重量輕、不易傳導聲和熱,是建築及製造太空梭、宇宙飛船、人造衛星等的理想材料。蜜蜂復眼的每個單眼中相鄰地排列著對偏振光方向十分敏感的偏振片,可利用太陽准確定位。科學家據此原理研製成功了偏振光導航儀,被廣泛用於航海事業中。
其它
跳馬蚤的跳躍本領十分高強,航空專家對此進行大最研究,英國一飛機製造公司從其垂直起跳的方式受到啟發,成功製造出了一種幾乎能垂直起落的鷂式飛機。現代電視技術根據昆蟲單復眼的構造特點,造出了大屏幕彩電,又可將一台台小彩電熒光屏組成一個大畫面,且可在同一屏幕上任意位置框出某幾個特定的小畫面,既可播映相同的畫面,又可播映不同的畫面。科學家根據昆蟲復眼的結構特點研製成功的多孔徑光學系統裝置,更易於搜索到目標,已在國外一些重要武器系統中應用。根據某些水生昆蟲的組成復眼的單眼之間相互抑制的原理,製成的側抑制電子模型,用於各類攝影系統,拍出的照片可增強圖像邊緣反差和突出輪廓,還可用來提高雷達的顯示靈敏度,也可用於文字和圖片識別系統的預處理工作。美國利用昆蟲復眼加工信息及定向導航原理,研製了具有很大實用價值的仿昆蟲復眼的末制導導引頭的工程模型。日本利用昆蟲形態及特性開發研製了六足機器人等工學機器和建築物的新構造方式。
昆蟲在億萬年的進化過程中,隨著環境的變遷而逐漸進化,都在不同程度地發展著各自的生存本領。隨著社會的發展,人們對昆蟲的各種生命活動掌握得越來越多,越來越意識到昆蟲對人類的重要性,再加上信息技術特別是計算機新一代生物電子技術在昆蟲學上的應用,模擬昆蟲的感應能力而研製的檢測物質種類和濃度的生物感測器,參照昆蟲神經結構開發的能夠模仿大腦活動的計算機等等一系列的生物技術工程,將會由科學家的設想變為現實,並進入各個領域,昆蟲將會為人類做出更大的貢獻。
蒼蠅與宇宙飛船
令人討厭的蒼蠅,與宏偉的航天事業似乎風馬牛不相及,但仿生學卻把它們緊密地聯系起來了。
蒼蠅是聲名狼藉的「逐臭之夫」,凡是腥臭污穢的地方,都有它們的蹤跡。蒼蠅的嗅覺特別靈敏,遠在幾千米外的氣味也能嗅到。但是蒼蠅並沒有「鼻子」,它靠什麼來充當嗅覺的呢? 原來,蒼蠅的「鼻子」——嗅覺感受器分布在頭部的一對觸角上。
每個「鼻子」只有一個「鼻孔」與外界相通,內含上百個嗅覺神經細胞。若有氣味進入「鼻孔」,這些神經立即把氣味刺激轉變成神經電脈沖,送往大腦。大腦根據不同氣味物質所產生的神經電脈沖的不同,就可區別出不同氣味的物質。因此,蒼蠅的觸角像是一台靈敏的氣體分析儀。
仿生學家由此得到啟發,根據蒼蠅嗅覺器的結構和功能,仿製成功一種十分奇特的小型氣體分析儀。這種儀器的「探頭」不是金屬,而是活的蒼蠅。就是把非常纖細的微電極插到蒼蠅的嗅覺神經上,將引導出來的神經電信號經電子線路放大後,送給分析器;分析器一經發現氣味物質的信號,便能發出警報。這種儀器已經被安裝在宇宙飛船的座艙里,用來檢測艙內氣體的成分。
這種小型氣體分析儀,也可測量潛水艇和礦井裡的有害氣體。利用這種原理,還可用來改進計算機的輸入裝置和有關氣體色層分析儀的結構原理中。
從螢火蟲到人工冷光
自從人類發明了電燈,生活變得方便、豐富多了。但電燈只能將電能的很少一部分轉變成可見光,其餘大部分都以熱能的形式浪費掉了,而且電燈的熱射線有害於人眼。那麼,有沒有隻發光不發熱的光源呢? 人類又把目光投向了大自然。
在自然界中,有許多生物都能發光,如細菌、真菌、蠕蟲、軟體動物、甲殼動物、昆蟲和魚類等,而且這些動物發出的光都不產生熱,所以又被稱為「冷光」。
在眾多的發光動物中,螢火蟲是其中的一類。螢火蟲約有1 500種,它們發出的冷光的顏色有黃綠色、橙色,光的亮度也各不相同。螢火蟲發出冷光不僅具有很高的發光效率,而且發出的冷光一般都很柔和,很適合人類的眼睛,光的強度也比較高。因此,生物光是一種人類理想的光。
科學家研究發現,螢火蟲的發光器位於腹部。這個發光器由發光層、透明層和反射層三部分組成。發光層擁有幾千個發光細胞,它們都含有熒光素和熒光酶兩種物質。在熒光酶的作用下,熒光素在細胞內水分的參與下,與氧化合便發出熒光。螢火蟲的發光,實質上是把化學能轉變成光能的過程。
早在40年代,人們根據對螢火蟲的研究,創造了日光燈,使人類的照明光源發生了很大變化。近年來,科學家先是從螢火蟲的發光器中分離出了純熒光素,後來又分離出了熒光酶,接著,又用化學方法人工合成了熒光素。由熒光素、熒光酶、ATP(三磷酸腺苷)和水混合而成的生物光源,可在充滿爆炸性瓦斯的礦井中當閃光燈。由於這種光沒有電源,不會產生磁場,因而可以在生物光源的照明下,做清除磁性水雷等工作。
現在,人們已能用摻和某些化學物質的方法得到類似生物光的冷光,作為安全照明用。
電魚與伏特電池
自然界中有許多生物都能產生電,僅僅是魚類就有500餘種 。人們將這些能放電的魚,統稱為「電魚」。
各種電魚放電的本領各不相同。放電能力最強的是電鰩、電鯰和電鰻。中等大小的電鰩能產生70伏左右的電壓,而非洲電鰩能產生的電壓高達220伏;非洲電鯰能產生350伏的電壓;電鰻能產生500伏的電壓,有一種南美洲電鰻竟能產生高達880伏的電壓,稱得上電擊冠軍,據說它能擊斃像馬那樣的大動物。
電魚放電的奧秘究竟在哪裡?經過對電魚的解剖研究, 終於發現在電魚體內有一種奇特的發電器官。這些發電器是由許多叫電板或電盤的半透明的盤形細胞構成的。由於電魚的種類不同,所以發電器的形狀、位置、電板數都不一樣。電鰻的發電器呈棱形,位於尾部脊椎兩側的肌肉中;電鰩的發電器形似扁平的腎臟,排列在身體中線兩側,共有200萬塊電板;電鯰的發電器起源於某種腺體,位於皮膚與肌肉之間,約有500萬塊電板。單個電板產生的電壓很微弱,但由於電板很多,產生的電壓就很大了。
電魚這種非凡的本領,引起了人們極大的興趣。19世紀初,義大利物理學家伏特,以電魚發電器官為模型,設計出世界上最早的伏打電池。因為這種電池是根據電魚的天然發電器設計的,所以把它叫做「人造電器官」。對電魚的研究,還給人們這樣的啟示:如果能成功地模仿電魚的發電器官,那麼,船舶和潛水艇等的動力問題便能得到很好的解決。
水母的順風耳
「燕子低飛行將雨,蟬鳴雨中天放晴。」生物的行為與天氣的變化有一定關系。沿海漁民都知道,生活在沿岸的魚和水母成批地游向大海,就預示著風暴即將來臨。
水母,又叫海蜇,是一種古老的腔腸動物,早在5億年前,它就漂浮在海洋里了。這種低等動物有預測風暴的本能,每當風暴來臨前,它就游向大海避難去了。
原來,在藍色的海洋上,由空氣和波浪摩擦而產生的次聲波 (頻率為每秒8—13次),總是風暴來臨的前奏曲。這種次聲波人耳無法聽到,小小的水母卻很敏感。仿生學家發現,水母的耳朵的共振腔里長著一個細柄,柄上有個小球,球內有塊小小的聽石,當風暴前的次聲波沖擊水母耳中的聽石時,聽石就剌激球壁上的神經感受器,於是水母就聽到了正在來臨的風暴的隆隆聲。
仿生學家仿照水母耳朵的結構和功能,設計了水母耳風暴預測儀,相當精確地模擬了水母感受次聲波的器官。把這種儀器安裝在艦船的前甲板上,當接受到風暴的次聲波時,可令旋轉360°的喇叭自行停止旋轉,它所指的方向,就是風暴前進的方向;指示器上的讀數即可告知風暴的強度。這種預測儀能提前15小時對風暴作出預報,對航海和漁業的安全都有重要意義。
btcoong
很好,不過太多了
各類動物-----------豐富了人類的詞彙,特別是形容詞 各類動物-----------編制用於預測氣象的農諺、預測地震等災 害、檢測環境污染 各類動物-----------催生仿生學的誕生 ---------還有很多很多!
蝙蝠---------------聲納和雷達,還有蝙蝠衫!
魚類的尾鰭---------船舵
魚類的胸鰭---------船槳
蜘蛛網-------------魚網和新型纖維
動物的巢穴---------房屋
食肉動物捕獵-------狩獵術
鯊魚---------------「鯊魚皮」連體游泳衣
鳥類---------------滑翔機和飛機
動物的偽裝色-------迷彩服
烏龜---------------坦克和龜息等氣功吐納養生手段
動物的蹼-----------潛水裝備中的蹼腳
豬-----------------防毒面具
蛙類---------------蛙泳
蝴蝶---------------蝶泳和時裝
狗-----------------狗刨
蜻蜓--------------直升飛機
蛇、猴、鷹等-------蛇拳、猴拳、鷹爪拳等拳術武功
各類動物-----------豐富了人類的詞彙,特別是形容詞
各類動物-----------編制用於預測氣象的農諺、預測地震等災 害、檢測環境污染
各類動物-----------催生仿生學的誕生
---------還有很多很多!
復眼照相機——蒼蠅的眼睛
蒼蠅 氣味探測器
蜻蜓-飛機;
順風耳-電話
青蛙 快速掃描系統
螳螂—鐮刀
雞蛋-建築物
1。由令人討厭的蒼蠅,仿製成功一種十分奇特的小型。已經被安裝在宇宙飛船的座艙里,用來檢測艙內氣體的成分。
2。從螢火蟲到人工冷光;
3。電魚與伏特電池;
4。水母的順風耳,仿照水母耳朵的結構和功能,設計了水母耳風暴預測儀,能提前15小時對風暴作出預報,對航海和漁業的安全都有重要意義。
5。人們根據蛙眼的視覺原理,已研製成功一種電子蛙眼。這種電子蛙眼能像真的蛙眼那樣,准確無誤地識別出特定形狀的物體。把電子蛙眼裝入雷達系統後,雷達抗干擾能力大大提高。這種雷達系統能快速而准確地識別出特定形狀的飛機、艦船和導彈等。特別是能夠區別真假導彈,防止以假亂真。
電子蛙眼還廣泛應用在機場及交通要道上。在機場,它能監視飛機的起飛與降落,若發現飛機將要發生碰撞,能及時發出警報。在交通要道,它能指揮車輛的行駛,防止車輛碰撞事故的發生。
6。根據蝙蝠超聲定位器的原理,人們還仿製了盲人用的「探路儀」。這種探路儀內裝一個超聲波發射器,盲人帶著它可以發現電桿、台階、橋上的人等。如今,有類似作用的「超聲眼鏡」也已製成。
7。模擬藍藻的不完全光合器,將設計出仿生光解水的裝置,從而可獲得大量的氫氣。
8。根據對人體骨胳肌肉系統和生物電控制的研究,已仿製了人力增強器——步行機。
9。現代起重機的掛鉤起源於許多動物的爪子。
10。屋頂瓦楞模仿動物的鱗甲。
11。船槳模仿的是魚的鰭。
12。鋸子學的是螳螂臂,或鋸齒草。
13。蒼耳屬植物獲取靈感發明了尼龍搭扣。
14。嗅覺靈敏的龍蝦為人們製造氣味探測儀提供了思路。
15。壁虎腳趾對製造能反復使用的粘性錄音帶提供了令人鼓舞的前景。
16。貝用它的蛋白質生成的膠體非常牢固,這樣一種膠體可應用在從外科手術的縫合到補船等一切事情上。
大烏龜背小烏龜:轉動炮塔的坦克。 鳥在天空飛翔:製造了各種飛行器。 蜜蜂造巢窩:各種正六邊形的蜂巢結構板材。 每隻蜻蜓的翅膀末端,都有一塊比周圍略重一些的厚斑點,這就是防止翅膀顫抖的關鍵。飛機設計師研究蒼蠅、蚊子、蜜蜂等的飛行方法,造出了許多具有各種優良性能的新式飛機
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蒼蠅與宇宙飛船
令人討厭的蒼蠅,與宏偉的航天事業似乎風馬牛不相及,但仿生學卻把它們緊密地聯系起來了。
蒼蠅是聲名狼藉的「逐臭之夫」,凡是腥臭污穢的地方,都有它們的蹤跡。蒼蠅的嗅覺特別靈敏,遠在幾千米外的氣味也能嗅到。但是蒼蠅並沒有「鼻子」,它靠什麼來充當嗅覺的呢? 原來,蒼蠅的「鼻子」——嗅覺感受器分布在頭部的一對觸角上。
每個「鼻子」只有一個「鼻孔」與外界相通,內含上百個嗅覺神經細胞。若有氣味進入「鼻孔」,這些神經立即把氣味刺激轉變成神經電脈沖,送往大腦。大腦根據不同氣味物質所產生的神經電脈沖的不同,就可區別出不同氣味的物質。因此,蒼蠅的觸角像是一台靈敏的。
仿生學家由此得到啟發,根據蒼蠅嗅覺器的結構和功能,仿製成功一種十分奇特的小型。這種儀器的「探頭」不是金屬,而是活的蒼蠅。就是把非常纖細的微電極插到蒼蠅的嗅覺神經上,將引導出來的神經電信號經電子線路放大後,送給分析器;分析器一經發現氣味物質的信號,便能發出警報。這種儀器已經被安裝在宇宙飛船的座艙里,用來檢測艙內氣體的成分。
這種小型,也可測量潛水艇和礦井裡的有害氣體。利用這種原理,還可用來改進計算機的輸入裝置和有關氣體色層分析儀的結構原理中。
從螢火蟲到人工冷光
自從人類發明了電燈,生活變得方便、豐富多了。但電燈只能將電能的很少一部分轉變成可見光,其餘大部分都以熱能的形式浪費掉了,而且電燈的熱射線有害於人眼。那麼,有沒有隻發光不發熱的光源呢? 人類又把目光投向了大自然。
在自然界中,有許多生物都能發光,如細菌、真菌、蠕蟲、軟體動物、甲殼動物、昆蟲和魚類等,而且這些動物發出的光都不產生熱,所以又被稱為「冷光」。
在眾多的發光動物中,螢火蟲是其中的一類。螢火蟲約有1 500種,它們發出的冷光的顏色有黃綠色、橙色,光的亮度也各不相同。螢火蟲發出冷光不僅具有很高的發光效率,而且發出的冷光一般都很柔和,很適合人類的眼睛,光的強度也比較高。因此,生物光是一種人類理想的光。
科學家研究發現,螢火蟲的發光器位於腹部。這個發光器由發光層、透明層和反射層三部分組成。發光層擁有幾千個發光細胞,它們都含有熒光素和熒光酶兩種物質。在熒光酶的作用下,熒光素在細胞內水分的參與下,與氧化合便發出熒光。螢火蟲的發光,實質上是把化學能轉變成光能的過程。
早在40年代,人們根據對螢火蟲的研究,創造了日光燈,使人類的照明光源發生了很大變化。近年來,科學家先是從螢火蟲的發光器中分離出了純熒光素,後來又分離出了熒光酶,接著,又用化學方法人工合成了熒光素。由熒光素、熒光酶、ATP(三磷酸腺苷)和水混合而成的生物光源,可在充滿爆炸性瓦斯的礦井中當閃光燈。由於這種光沒有電源,不會產生磁場,因而可以在生物光源的照明下,做清除磁性水雷等工作。
現在,人們已能用摻和某些化學物質的方法得到類似生物光的冷光,作為安全照明用。
電魚與伏特電池
自然界中有許多生物都能產生電,僅僅是魚類就有500餘種 。人們將這些能放電的魚,統稱為「電魚」。
各種電魚放電的本領各不相同。放電能力最強的是電鰩、電鯰和電鰻。中等大小的電鰩能產生70伏左右的電壓,而非洲電鰩能產生的電壓高達220伏;非洲電鯰能產生350伏的電壓;電鰻能產生500伏的電壓,有一種南美洲電鰻竟能產生高達880伏的電壓,稱得上電擊冠軍,據說它能擊斃像馬那樣的大動物。
電魚放電的奧秘究竟在哪裡?經過對電魚的解剖研究, 終於發現在電魚體內有一種奇特的發電器官。這些發電器是由許多叫電板或電盤的半透明的盤形細胞構成的。由於電魚的種類不同,所以發電器的形狀、位置、電板數都不一樣。電鰻的發電器呈棱形,位於尾部脊椎兩側的肌肉中;電鰩的發電器形似扁平的腎臟,排列在身體中線兩側,共有200萬塊電板;電鯰的發電器起源於某種腺體,位於皮膚與肌肉之間,約有500萬塊電板。單個電板產生的電壓很微弱,但由於電板很多,產生的電壓就很大了。
電魚這種非凡的本領,引起了人們極大的興趣。19世紀初,義大利物理學家伏特,以電魚發電器官為模型,設計出世界上最早的伏打電池。因為這種電池是根據電魚的天然發電器設計的,所以把它叫做「人造電器官」。對電魚的研究,還給人們這樣的啟示:如果能成功地模仿電魚的發電器官,那麼,船舶和潛水艇等的動力問題便能得到很好的解決。
水母的順風耳
「燕子低飛行將雨,蟬鳴雨中天放晴。」生物的行為與天氣的變化有一定關系。沿海漁民都知道,生活在沿岸的魚和水母成批地游向大海,就預示著風暴即將來臨。
水母,又叫海蜇,是一種古老的腔腸動物,早在5億年前,它就漂浮在海洋里了。這種低等動物有預測風暴的本能,每當風暴來臨前,它就游向大海避難去了。
原來,在藍色的海洋上,由空氣和波浪摩擦而產生的次聲波 (頻率為每秒8—13次),總是風暴來臨的前奏曲。這種次聲波人耳無法聽到,小小的水母卻很敏感。仿生學家發現,水母的耳朵的共振腔里長著一個細柄,柄上有個小球,球內有塊小小的聽石,當風暴前的次聲波沖擊水母耳中的聽石時,聽石就剌激球壁上的神經感受器,於是水母就聽到了正在來臨的風暴的隆隆聲。
仿生學家仿照水母耳朵的結構和功能,設計了水母耳風暴預測儀,相當精確地模擬了水母感受次聲波的器官。把這種儀器安裝在艦船的前甲板上,當接受到風暴的次聲波時,可令旋轉360°的喇叭自行停止旋轉,它所指的方向,就是風暴前進的方向;指示器上的讀數即可告知風暴的強度。這種預測儀能提前15小時對風暴作出預報,對航海和漁業的安全都有重要意義
1。由令人討厭的蒼蠅,仿製成功一種十分奇特的小型。已經被安裝在宇宙飛船的座艙里,用來檢測艙內氣體的成分。
2。從螢火蟲到人工冷光;
3。電魚與伏特電池;
4。水母的順風耳,仿照水母耳朵的結構和功能,設計了水母耳風暴預測儀,能提前15小時對風暴作出預報,對航海和漁業的安全都有重要意義。
5。人們根據蛙眼的視覺原理,已研製成功一種電子蛙眼。這種電子蛙眼能像真的蛙眼那樣,准確無誤地識別出特定形狀的物體。把電子蛙眼裝入雷達系統後,雷達抗干擾能力大大提高。這種雷達系統能快速而准確地識別出特定形狀的飛機、艦船和導彈等。特別是能夠區別真假導彈,防止以假亂真。
電子蛙眼還廣泛應用在機場及交通要道上。在機場,它能監視飛機的起飛與降落,若發現飛機將要發生碰撞,能及時發出警報。在交通要道,它能指揮車輛的行駛,防止車輛碰撞事故的發生。
6。根據蝙蝠超聲定位器的原理,人們還仿製了盲人用的「探路儀」。這種探路儀內裝一個超聲波發射器,盲人帶著它可以發現電桿、台階、橋上的人等。如今,有類似作用的「超聲眼鏡」也已製成。
7。模擬藍藻的不完全光合器,將設計出仿生光解水的裝置,從而可獲得大量的氫氣。
8。根據對人體骨胳肌肉系統和生物電控制的研究,已仿製了人力增強器——步行機。
9。現代起重機的掛鉤起源於許多動物的爪子。
10。屋頂瓦楞模仿動物的鱗甲。
11。船槳模仿的是魚的鰭。
12。鋸子學的是螳螂臂,或鋸齒草。
13。蒼耳屬植物獲取靈感發明了尼龍搭扣。
14。嗅覺靈敏的龍蝦為人們製造氣味探測儀提供了思路。
15。壁虎腳趾對製造能反復使用的粘性錄音帶提供了令人鼓舞的前景。
16。貝用它的蛋白質生成的膠體非常牢固,這樣一種膠體可應用在從外科手術的縫合到補船等一切事情上。
參考資料:
你說的是仿生學
從蒼蠅身上發明了感測器
從甲克蟲身上發明了汽車車身
多了 等等
飛機的出現毫無疑問是來自人們對飛禽鳥類的直接模仿,現代飛機的垂直起降,空中定懸後掉頭等諸多方面功能的實現也深受飛鳥和蚊蟲的啟發。
船和潛艇來自人們對魚類和海豚的模仿。生物學家通過對蛛絲的研究製造出高級絲線,抗撕斷裂降落傘與臨時吊橋用的高強度纜索。
響尾蛇導彈等就是科學家模仿蛇的「熱眼」功能和其舌上排列著一種似照相機裝置的天然紅外線感知能力的原理,研製開發出來的現代化武器。
蛙類------蛙人裝
蝙蝠---------------聲納和雷達,還有蝙蝠衫!
魚類的尾鰭---------船舵
魚類的胸鰭---------船槳
蜘蛛網-------------魚網和新型纖維
動物的巢穴---------房屋
食肉動物捕獵-------狩獵術
鯊魚---------------「鯊魚皮」連體游泳衣
鳥類---------------滑翔機和飛機
動物的偽裝色-------迷彩服
烏龜---------------坦克和龜息等氣功吐納養生手段
動物的蹼-----------潛水裝備中的蹼腳
3. 《信息傳遞改變我們的生活》的資料
古代:
我國是世界上最早建立有組織的傳遞信息系統的國家之一。早在三千多年前的商代,信息傳遞就已見諸記載。
乘馬傳遞曰驛,驛傳是早期有組織的通信方式。位於嘉峪關火車站廣場的「驛使」雕塑,它取材於嘉峪關魏晉壁畫墓,驛使手舉簡牘文書,驛馬四足騰空,速度飛快。此磚壁畫圖於一九八二年被中華全國集郵聯合會第一次代表大會作為小型章郵票主題圖案使用,由此看出嘉峪關是中國信息文化的發源地之一。
秦漢時期,形成了一整套驛傳制度。特別是漢代,將所傳遞文書分出等級,不同等級的文書要由專人、專馬按規定次序、時間傳遞。收發這些文書都要登記,註明時間,以明責任。
隋唐時期,驛傳事業得到空前發展。唐代的官郵交通線以京城長安為中心,向四方輻射,直達邊境地區,大致30里設一驛站。據《大唐六典》記載,最盛時全國有1639個驛站,專門從事驛務的人員共二萬多人,其中驛兵一萬七千人。郵驛分為陸驛、水驛、水路兼並三種,各驛站設有驛舍,配有驛馬、驛驢、驛船和驛田。
唐代對郵驛的行程也有明文規定,陸驛快馬一天走6驛即180里,再快要日行300里,最快要求日馳500里;步行人員日行50里;逆水行船時,河行40里,江行50里,其它60里;順水時一律規定100到150里。詩人岑參在《初過隴山途中呈字文判官》一詩中寫到「一驛過一驛,驛騎如星流;平明發咸陽,幕及隴山頭」。在這里他把驛騎比做流星。天寶十四載十一月九日,安祿山在范陽起兵叛亂。當時唐玄宗正在華清宮,兩地相隔三千里,6日之內唐玄宗就知道了這一消息,傳遞速度達到每天500里。由此可見,唐朝郵驛通信的組織和速度已經達到很高的水平。
宋代將所有的公文和書信的機構總稱為「遞」,並出現了「急遞鋪」。急遞的驛騎馬領上系有銅鈴,在道上賓士時,白天鳴鈴,夜間舉火,撞死人不負責。鋪鋪換馬,數鋪換人,風雨無阻,晝夜兼程。南宋初年抗金將領岳飛被宋高宗以十二道金牌從前線強迫召回臨安,這類金牌就是急遞鋪傳遞的金字牌,含有十萬火急之意。
另外還有鍾鼓、煙火、鴿子、旗語、狼煙等方式傳遞信息
周宣王死了以後,兒子姬宮涅(音niè)即位,就是周幽王。周幽王什麼國家大事都不管,光知道吃喝玩樂,打發人到處找美女。有個大臣名褒珦(音bāoxiàng)勸諫幽王,周幽王不但不聽,反把褒珦下了監獄。
褒珦在監獄里被關了三年。褒家的人千方百計要把褒珦救出來。他們在鄉下買了一個挺漂亮的姑娘,教會她唱歌跳舞,把她打扮起來,獻給幽王,替褒珦贖罪。這個姑娘算是褒家人,叫褒姒(音sì)。
幽王得了褒姒,高興得不得了,就把褒珦釋放了。他十分寵愛褒姒,可是褒姒自從進宮以後,心情悶悶不樂,沒有開過一次笑臉。幽王想盡辦法叫她笑,她怎麼也笑不出來。
周幽王出了一個賞格:有誰能讓王妃娘娘笑一下,就賞他一千兩金子。
有個馬屁鬼叫虢(音guó)石父,替周幽王想了一個鬼主意。原來,周王朝為了防備犬戎的進攻,在驪山(在今陝西臨潼東南,驪音lì)一帶造了二十多座烽火台,每隔幾里地就是一座。如果犬戎打過來,把守第一道關的兵士就把烽火燒起來;第二道關上的兵士見到煙火,也把烽火燒起來。這樣一個接一個燒著烽火,附近的諸侯見到了,就會發兵來救。虢石父對周幽王說:「現在天下太平,烽火台長久沒有使用了。我想請大王跟娘娘上驪山去玩幾天。到了晚上,咱們把烽火點起來,讓附近的諸侯見了趕來,上個大當。娘娘見了這許多兵馬撲了個空,保管會笑起來。」
周幽王拍著手說:「好極了,就這么辦吧!」
他們上了驪山,真的在驪山上把烽火點了起來。臨近的諸侯得了這個警報,以為犬戎打過來了,趕快帶領兵馬來救。沒想到趕到那兒,連一個犬戎兵的影兒也沒有,只聽到山上一陣陣奏樂和唱歌的聲音,大夥兒都楞了。
幽王派人告訴他們說,辛苦了大家,這兒沒什麼事,不過是大王和王妃放煙火玩兒,你
們回去吧!
諸侯知道上了當,憋了一肚子氣回去了。
褒姒不知道他們鬧的是什麼玩意,看見驪山腳下來了好幾路兵馬,亂哄哄的樣子,就問幽王是怎麼回事。幽王一五一十告訴了她。褒姒真的笑了一下。
幽王見褒姒開了笑臉,就賞給虢石父一千兩金子。
幽王寵著褒姒,後來乾脆把王後和太子廢了,立褒姒為王後,立褒姒生的兒子伯服為太子。原來王後父親是申國的諸侯,得到這個消息,就連結犬戎進攻鎬京。
幽王聽到犬戎進攻的消息,驚慌失措,連忙下命令把驪山的烽火點起來。烽火倒是燒起來了,可是諸侯因為上次上了當,誰也不來理會他們。
烽火台上白天冒著濃煙,夜裡火光燭天,可就是沒有一個救兵到來。
犬戎兵一到,鎬京的兵馬不多,勉強抵擋了一陣,被犬戎兵打得落花流水。犬戎的人馬像潮水一樣涌進城來,把周幽王、虢石父和褒姒生的伯服殺了。那個不開笑臉的褒姒,也給搶走了。
到這時候,諸侯們知道犬戎真的打進了鎬京,這才聯合起來,帶著大隊人馬來救。犬戎的首領看到諸侯的大軍到了,就命令手下的人把周朝多少年聚斂起來的寶貝財物一搶而空,放了一把火才退走。
中原諸侯打退了犬戎,立原來的太子姬宜臼(音jiù)為天子,就是周平王。諸侯也回到各自的封地去了。
沒想到諸侯一走,犬戎又打過來,周朝西邊大多土地都被犬戎佔了去。平王恐怕鎬京保不住,打定主意,把國都搬到洛邑去。
公元前770年,周平王遷都洛邑。因為鎬京在西邊,洛邑在東邊,所以歷史上把周朝在鎬京做國都的z時期,稱為西周;遷都洛邑以後,稱為東周。1,古代:郵驛傳遞制度,鴻燕傳書。
2,現代:電報,網路通訊。
從人類的傳播歷史來說,人類傳播信息方式的演變呈現這樣一個脈絡:視覺文化、聽覺文化(直觀的感受、「看的精神」)——概念性文化(「讀的精神」)——新的視與聽的文化(「新的看的精神」)。
因此,我們絕對有理由相信,在將來的某一天,圖像信息會占據主流,文學也會退到一種極其邊緣的位置,取而代之的是一種能聽能看甚至能觸能聞的多媒體藝術。但是,文字是不會像有些人預測的那樣,被圖像完全取代的,因為文字是積累知識的主要手段,是人類獲得抽象思維不可或缺的環節,是人類傳播不能缺少的傳播媒介。
古代信息傳遞的方式:
1.用候鳥,特別是鴿,雁等作傳輸工具
2.作內餡的方式,如藏在魚肚,餅類,包子等
3.以特殊聲音,如鍾聲,鼓聲,鞭炮聲等
4.以燈光,火光,如孔明燈.烽火台等
5.還有其他記號,擺設等,如誘敵的記號
現代信息傳遞的方式:
1.有線通訊傳輸,如電話,傳真,電報,電視等
2.無線通訊傳輸,如對講機,BP機(以淘汰),行動電話,收音機
3.數字通訊傳輸,最熟悉的,連網的電腦,數字電視
4.紙張通訊傳輸,如書信,報紙等
回答者:qizijian - 助理 二級 5-4 21:22
烽火通信
遠在周代我國就有了烽火傳遞信息的方法,烽火作為一種原始的聲光通信手段,服務於古代軍事戰爭。從邊境到國都以及邊防線上,每隔一定距離就築起一座烽火台。內儲柴草,當敵人入侵時,便一個接一個地點燃起烽火報警,各路諸侯見到烽火,馬上派兵相助,抵抗敵人。
西周時期,為了防備敵人入侵,採用「烽隧」作為邊防告急的聯絡信號。在古史書《周禮》中有這樣一段記載「在各國從邊疆到腹地的通道上,每隔一段距離,築起一座烽火台,接連不斷,台上有桔槔,桔槔頭上有裝著柴草的籠子,敵人入侵時,烽火台一個接一個地燃放煙火傳遞警報。每逢夜間預警,守台人點燃籠中柴草並把它舉高,靠火光給領台傳遞信息,稱為「烽」,白天預警則點燃台上積存的薪草,以煙示急,稱為「燧」。古人為了使煙直而不彎,以便遠遠就能望見,還常以狼糞代替薪草,所以又別稱狼煙。周朝規定:天子舉烽燧各地諸侯必須馬上帶兵前去救援,共同抵抗敵人。由此可見,烽燧制度的實施,意味著早在周時就已出現了龐大而又完善的軍事信息聯系網路。
不是聽說有飛鴿傳書嗎.
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要看是干什麼用。
傳遞書信:
一般的平民傳遞書信,主要靠過路人,僧人,文人等雲游的人,這些人捎信,在路途之中可以解決食宿問題,他們也很願意!
官方主要就是驛站了。
傳遞軍情:
這方面軍隊一定有專職的人員了,另外還有烽火台,信鴿。
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信鴿送信的准確性低,大多是書信,但都要花上以月為單位的長時間,也有通過騎馬的100里加急、200里加急、300里加急、、、、、、但要花大錢,一般這種「快遞」多用於官場書信。
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古人傳遞信息的方法大約有--
羽檄:插有羽毛的書信,表示戰事緊急。
雞毛信:一般用於民間。
羽書:用於征調軍隊。
信鴿傳書:多用於朝庭、官家、幫派。
傳竹筒:官家,民間都用,類似現在的信封。
急腳遞:用於傳遞緊急軍事情報之用,俗稱「傳金牌」。
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還有烽火/狼煙等軍事上的手段
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可以用火把
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古人傳遞信息的方法大約有以下幾種:
[1]羽檄:插有羽毛的書信多用於戰事緊急。
[2]雞毛信:一般用於民間。
[3]羽書:用於征調軍隊。
[4]信鴿傳書[所說的飛鴿傳書]
[5]快馬傳書。
[6]傳竹筒:官家,民間都用,類似現在的信封。
[7]急腳遞:用於傳遞緊急軍事情報之用,俗稱「傳金牌」。
[8] 烽火/狼煙等不同的朝代有不同的傳遞方式。
古人傳遞信息的故事
回答者:ab6397518 - 試用期 一級 5-5 13:56
原始人類是通過心靈感應傳遞信息;現代人通過信件.傳真.無線電話傳遞.或許也有人幸運還保留有心靈感應這一稀有的原始功能.
1,古代:郵驛傳遞制度,鴻燕傳書。
2,現代:電報,網路通訊。
從人類的傳播歷史來說,人類傳播信息方式的演變呈現這樣一個脈絡:視覺文化、聽覺文化(直觀的感受、「看的精神」)——概念性文化(「讀的精神」)——新的視與聽的文化(「新的看的精神」)。
因此,我們絕對有理由相信,在將來的某一天,圖像信息會占據主流,文學也會退到一種極其邊緣的位置,取而代之的是一種能聽能看甚至能觸能聞的多媒體藝術。但是,文字是不會像有些人預測的那樣,被圖像完全取代的,因為文字是積累知識的主要手段,是人類獲得抽象思維不可或缺的環節,是人類傳播不能缺少的傳播媒介。
古代信息傳遞的方式:
1.用候鳥,特別是鴿,雁等作傳輸工具
2.作內餡的方式,如藏在魚肚,餅類,包子等
3.以特殊聲音,如鍾聲,鼓聲,鞭炮聲等
4.以燈光,火光,如孔明燈.烽火台等
5.還有其他記號,擺設等,如誘敵的記號
現代信息傳遞的方式:
1.有線通訊傳輸,如電話,傳真,電報,電視等
2.無線通訊傳輸,如對講機,BP機(以淘汰),行動電話,收音機
3.數字通訊傳輸,最熟悉的,連網的電腦,數字電視
4.紙張通訊傳輸,如書信,報紙等
遠在周代我國就有了烽火傳遞信息的方法,烽火作為一種原始的聲光通信手段,服務於古代軍事戰爭。從邊境到國都以及邊防線上,每隔一定距離就築起一座烽火台。內儲柴草,當敵人入侵時,便一個接一個地點燃起烽火報警,各路諸侯見到烽火,馬上派兵相助,抵抗敵人。
西周時期,為了防備敵人入侵,採用「烽隧」作為邊防告急的聯絡信號。在古史書《周禮》中有這樣一段記載「在各國從邊疆到腹地的通道上,每隔一段距離,築起一座烽火台,接連不斷,台上有桔槔,桔槔頭上有裝著柴草的籠子,敵人入侵時,烽火台一個接一個地燃放煙火傳遞警報。每逢夜間預警,守台人點燃籠中柴草並把它舉高,靠火光給領台傳遞信息,稱為「烽」,白天預警則點燃台上積存的薪草,以煙示急,稱為「燧」。古人為了使煙直而不彎,以便遠遠就能望見,還常以狼糞代替薪草,所以又別稱狼煙。周朝規定:天子舉烽燧各地諸侯必須馬上帶兵前去救援,共同抵抗敵人。由此可見,烽燧制度的實施,意味著早在周時就已出現了龐大而又完善的軍事信息聯系網路。
不是聽說有飛鴿傳書嗎.
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要看是干什麼用。
傳遞書信:
一般的平民傳遞書信,主要靠過路人,僧人,文人等雲游的人,這些人捎信,在路途之中可以解決食宿問題,他們也很願意!
官方主要就是驛站了。
傳遞軍情:
這方面軍隊一定有專職的人員了,另外還有烽火台,信鴿。
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信鴿送信的准確性低,大多是書信,但都要花上以月為單位的長時間,也有通過騎馬的100里加急、200里加急、300里加急、、、、、、但要花大錢,一般這種「快遞」多用於官場書信。
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古人傳遞信息的方法大約有--
羽檄:插有羽毛的書信,表示戰事緊急。
雞毛信:一般用於民間。
羽書:用於征調軍隊。
信鴿傳書:多用於朝庭、官家、幫派。
傳竹筒:官家,民間都用,類似現在的信封。
急腳遞:用於傳遞緊急軍事情報之用,俗稱「傳金牌」。
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還有烽火/狼煙等軍事上的手段
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可以用火把
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古人傳遞信息的方法大約有以下幾種:
[1]羽檄:插有羽毛的書信多用於戰事緊急。
[2]雞毛信:一般用於民間。
[3]羽書:用於征調軍隊。
[4]信鴿傳書[所說的飛鴿傳書]
[5]快馬傳書。
[6]傳竹筒:官家,民間都用,類似現在的信封。
[7]急腳遞:用於傳遞緊急軍事情報之用,俗稱「傳金牌」。
[8] 烽火/狼煙等不同的朝代有不同的傳遞方式。
古人傳遞信息的故事
4. 請學生物的同學幫忙介紹一下「PCR」
PCR
一、PCR概述
1、什麼是PCR
聚合酶鏈式反應(Polymerase Chain Reaction,簡稱PCR)又稱無細胞分子克隆或特異性DNA序列體外引物定向酶促擴增技術。 由美國科學家PE(Perkin Elmer珀金-埃爾默)公司遺傳部的Dr. Mullis發明,由於PCR技術在理論和應用上的跨時代意義,因此Mullis獲得了1993年化學諾貝爾獎。
2、PCR技術發展史
PCR原理是由一對引物介導,能在動植物體外對特定基因(DNA)片斷進行快速酶促擴增,經過n個熱循環擴增,擴增產物中所含特定基因數是原始模板數的(1+E)n(0<E<1,擴增效率=倍,使得檢測擴增產物中的特定基因成為可能。
聚合酶鏈式反應自從1993年到現在很快經歷了四代產品:
第一代:手動/機械手式水浴基因擴增
如上圖所示,用三個恆溫水浴箱,分別將三個水浴溫度恆定在三個溫度:PCR的高溫變性溫度(如94℃)低溫復性溫度(如58℃),適溫延伸溫度(如72℃)。再用一個裝有PCR標本試管的提籃,用手工在不同溫度的水浴箱中依次水浴,標本在每個水浴箱中恆溫的時間用秒錶計時。這樣PCR標本就能完成下述形式的熱循環:
94℃ 30S 58℃ 45S 72℃ 60S
40次循環
這種方法的特點是:實驗人員勞動強度大,容易因疲勞引起差錯;而優點是:設備簡單,投資少,與自動化基因擴增儀相比,它無須升降溫過程,實驗時間短,試驗更接近理想PCR反應條件,事實表明實驗效果還是不錯的,但由於標本試管從一個水浴箱往另一個水浴箱移動中要較短暫暴露於空氣中,因此如移動速度不夠快時也會對標本形成溫度干擾,影響結果。本方法的另外一些缺點包括只能局限三個溫階(某些PCR反應需要多於三個溫階)、液體污染以及在低氣壓地區水溫難以燒到94℃變性溫度等。
為改進提高本方法的自動化水平,有人設計了機械手裝置,替代上述手工移動標本過程,形成了機械手水浴式基因擴增儀,該改進解決了實驗人員的高強度勞動問題,但又帶來了一個機械手部件大行程頻繁相對運動而引起的高故障。這種類型的基因擴增儀在九十年代中期我國北京、上海有定型的產品銷售,應用也較廣,曾為我國的分子生物學的發展做出過積極貢獻,而後便逐步被自動化程度更高的擴增儀替代,現在很少有單位使用。
第二代:自動化控制型定性基因擴增儀
與上述水浴式擴增儀相比,也有人稱該種擴增儀為乾式基因擴增儀,它是最具代表性的擴增儀,包括後續介紹的第三代、第四代都是以第二代為基礎集成了定量檢測部分。
第三代:終點定量/半定量
第二代的定性PCR只能判斷陰性陽性,而無法評價特定核酸的濃度及定量分析,定量PCR至少能達到定性PCR無法實現的下列功能:
•潛伏期病毒濃度探測
•感染程度
•致病病原體數量變化測定
•抗病毒葯物療效評估
•恢復期病毒載量檢測
自從1996年美國ABI公司發明第一台熒光定量PCR儀以來,PCR技術和應用從定性向定量快速發展.終點定量PCR的優點是設備投資少,對於國內經濟條件還不能購買昂貴實時熒光定量PCR儀的科研單位和醫療機構,利用現有的第二代常規定性PCR儀,在添加一台專用的單孔PCR終點產物熒光定量檢測儀便可開始工作,起到定量的作用。終點定量PCR技術是從定性向實時定量過渡的一個中間產品,而PCR終點產物熒光定量儀進口產品較少,國產儀器較多,如西安天隆的TL988,上海棱光的DA620型等
第四代:實時定量PCR
實時定量QPCR儀+實時熒光定量試劑+通用電腦+自動分析軟體,構成PCR-DNA/RNA實時熒光定量檢測系統。
見下圖:(略)
2、實時熒光定量PCR的優勢:
設備由熒光定量系統和計算機組成,用來監測循環過程的熒光。與實時設備相連的計算機收集熒光數據。數據通過開發的實時分析軟體以圖表的形式顯示。原始數據被繪製成熒光強度相對於循環數的圖表。原始數據收集後可以開始分析。實時設備的軟體能使收集到的數據進行正常化處理來彌補背景熒光的差異。正常化後可以設定域值水平,這就是分析熒光數據的水平。樣品到達域值水平所經歷的循環數稱為Ct值(限制點的循環數)。域值應設定在使指數期的擴增效率為最大,這樣可以獲得最准確,可重復性的數據。如果同時擴增的還有標有相應濃度的標准品,線性回歸分析將產生一條標准曲線,可以用來計算未知樣品的濃度。
3、實時熒光定量PCR技術原理
所謂real-time Q-PCR技術,是指在PCR反應體系中加入熒光基因,利用熒光信號累積實時監測整個PCR進程,最後通過標准曲線對未知模板進行定量分析的方法。在 real-time 技術的發展過程中,兩個重要的發現起著關鍵的作用:(1)在90年代早期,Taq DNA多聚酶的5′核酸外切酶活性的發現,它能降解特異性熒光記探針,因此使得間接的檢測PCR產物成為可能。(2)此後熒光雙標記探針的運用使在一密閉的反應管中能實時地監測反應全過程。這兩個發現的結合以及相應的儀器和試劑的商品化發展導致real-time Q-PCR方法在研究工作中的運用。
PCR反應過程中產生的DNA拷貝數是呈指數方式增加的,隨著反應循環數的增加,最終PCR反應不再以指數方式生成模板,從而進入平台期。在傳統的PCR 中,常用凝膠電泳分離並用熒光染色來檢測PCR反應的最終擴增產物,因此用此終點法對PCR產物定量存在不可靠之處。在real-time Q-PCR中,對整個PCR反應擴增過程進行了實時的監測和連續地分析擴增相關的熒光信號,隨著反應時間的進行,監測到的熒光信號的變化可以繪製成一條曲 線。在PCR反應早期,產生熒光的水平不能與背景明顯地區別,而後熒光的產生進入指數期、線性期和最終的平台期,因此可以在PCR反應處於指數期的某一點 上來檢測PCR產物的量,並且由此來推斷模板最初的含量。為了便於對所檢測樣本進行比較,在real-time Q-PCR反應的指數期,首先需設定一定熒光信號的域值,一般這個域值(threshold)是以PCR反應的前15個循環的熒光信號作為熒光本底信號 (baseline),熒光域值的預設設置是3~15個循環的熒光信號的標准偏差的10倍。如果檢測到熒光信號超過域值被認為是真正的信號,它可用於定義 樣本的域值循環數(Ct)。Ct值的含義是:每個反應管內的熒光信號達到設定的域值時所經歷的循環數。研究表明,每個模板的Ct值與該模板的起始拷貝數的 對數存在線性關系,起始拷貝數越多,Ct值越小。利用已知起始拷貝數的標准品可作出標准曲線,因此只要獲得未知樣品的Ct值,即可從標准曲線上計算出該樣 品的起始拷貝數。
4、實時熒光定量PCR技術在醫療方面的應用
⑴ 病原體檢測:目前,採用熒光定量PCR檢測技術可以對淋球菌、沙眼衣原體、解脲支原體、人類乳頭瘤病毒、單純皰疹病毒、人類免疫缺陷病毒、肝炎病毒、流感病毒、結核分枝桿菌、EB病毒和巨細胞病毒等病原體進行定量測定。與傳統的檢測方法相比具有靈敏度高、取樣少、快速簡便等優點。
如:結核菌基因診斷的意義主要表現在:
a.區分TB與其它分枝桿菌;
b.檢測TB耐葯基因;
c.提高TB的陽性檢出率。
⑵ 產前診斷:到目前為止,人們對遺傳性物質改變引起的遺傳性疾病還無法治療,只能通過產前監測,減少病嬰出生,以防止各類遺傳性疾病的發生,如為減少X連鎖遺傳病患兒的出生,從孕婦的外周血中分離胎兒DNA,用實時熒光定量PCR檢測其Y性別決定區基因是一種無創傷性的方法,易為孕婦所接受。
⑶ 葯物療效考核:對乙型肝炎病毒 (HBV)、丙型肝炎病毒 (HCV) 定量分析顯示:病毒量與某些葯物的療效關系。HCV高水平表達,干擾素治療作用不敏感,而HCV低滴度,干擾素作用敏感;在拉米夫定治療過程中,HBV-DNA的血清含量曾有下降,隨後若再度上升或超出以前水平,則提示病毒發生變異。如PCR技術在HBV檢測中的應用及意義:
a.了解乙肝病毒在體內存在的數量。
b.是否復制。
c.是否傳染,傳染性有多強。
d.是否有必要服葯。
e.肝功能異常改變是否由病毒引起。
f.判斷病人是適合用哪類抗病毒葯物。
g.判斷葯物治療的療效。
⑷ 腫瘤基因檢測:盡管腫瘤發病的機理尚未清楚,但相關基因發生突變是致癌性轉變的根本原因已被廣泛接受。癌基因的表達增加和突變,在許多腫瘤早期就可以出現。實時熒光定量PCR不但能有效地檢測到基因的突變,而且可以准確檢測癌基因的表達量。目前用此方法進行過端粒酶hTERT基因、慢性粒細胞性白血病WT1基因、腫瘤ER基因、前列腺癌PSM基因、腫瘤相關的病毒基因等多種基因的表達檢測。隨著與腫瘤相關的新基因的不斷發現,熒光定量PCR技術將會在腫瘤的研究中發揮更大的作用。
(5)在優生優育中的應用:
近年來經濟發展迅猛,人民生活水平逐年提高,對自身及家人特別是下一代的身體健康愈來愈重視。另外,由於國內計劃生育工作逐步走向深化,獨生子女比較多,孩子的身體素質更成為長輩們關注的焦點。因此,怎樣提高新生兒質量改善人類遺傳素質,即優生優育已顯得非常重要。①避免有嚴重遺傳性疾病和先天性疾病的個體出生。②增進體力、智力優秀個體的繁衍。其中避免有嚴重遺傳性疾病及先天性疾病個體出生是優生優育最基本的內容。從臨床優生學角度分析具體工作包括在母親妊娠期間對母親及胎兒進行遺傳學檢查盡量排除常見的遺傳性疾病個體的出生,另外在妊娠期檢查母親是否患有某些易引起胎兒畸形的傳染性疾病如弓型蟲、風疹病毒、衣原體等感染。以往對遺傳性疾病的檢測主要使用染色體分析法,而臨床絕大部分遺傳性疾病是基因病而不是染色體病,染色體發析法不能檢出的。若使用PCR基因擴增法聯合單鏈構型多態性分析(sscp)、限制性片段長度多態性分析(RFCP)等位基因特異性寡核某酸(Aso)點雜交或差異PCR可以很方便地檢出單個基因的突變而且其准確性可達95%以上,因此使這一問題得到了較好的解決。常見的易致胎兒畸形的感染性疾病原體主要有單皰病毒(HSVⅡ)、風疹病毒(RV)、人巨細胞病毒(HCMV)、弓形體(TOX)及沙眼衣原體(CT)。以往這些病原體感染診斷比較困難,主要靠培養法進行確診,而培養法費時,代價昂貴,而且受到采樣、樣本保存及用葯等因素的影響,基本不能在臨床中推廣。PCR基因擴增法因其高敏感性、高特異性非常適合這些疾病診斷及療效跟蹤,是最值得推薦的檢驗方法。
1、PCR基因擴增法在遺傳性疾病產前診斷中的應用,遺傳病是由於遺傳物變化而引起的機體某一功能或缺陷或異常所致的疾病,其根本變化在於遺傳物質。其類型包括單基因遺傳病,染色體遺傳病及多基因遺傳病。遺傳病診斷除詢問病史,一般物理診斷,普通實驗室檢查及了解症狀、體征外有特殊性。過去常應用系譜分析,染色體及性染色色質檢驗作為遺傳病診斷的主要依據,再輔以相關的酶學分析從而作出診斷。隨著分子生物不的迅速發展及其在遺傳性病診斷中的廣泛應用,基因診斷技術誕生,基因診斷技術為遺傳病的臨床診斷起了很大的促進作用。聚合酶鏈反應(PCR)技術是基因診斷主要技術之一。這種快速、靈敏的基因體外擴增技術與多種分子生物學手段相配合可以檢出大部分已知的基因突變、基因缺失、染色體錯位等,PCR技術日益成為遺傳病診斷的最有效、最可靠的方法之一。以下舉幾個在國內有普遍意義的例子。
(一)、PCR檢測地中海貧血;地中海貧血(Thalassemia)是一種遺傳性慢性溶血性貧血病,是世界上最常見且發病北最高的一種單基因遺傳病。在兩廣、貴州、四川等地發病率較高,在廣西等地高達15%。地中海貧血是由於基因突變造成珠蛋白的不平衡,使結構正常的肽鏈合成量減少甚至沒有合成表現為溶血性貧血。接受累基因種類分為α、β、γ等,其中以 α、β地貧為最常見,危害了最大。珠蛋白基因簇位於人6號染色短臂上,有兩個重復基因基因位於α1、α2、兩個α基因及其旁側序列有很大的同源性,易出現染色體不等交換,導致α基因缺失-α地貧。α地貧基因部分缺失有α1基因部分缺失、α2基因缺失、α1及α2基因同時缺失及非缺失型地貧。可以應用PCR技術擴增α1、α2基因從而檢測這些基因是否缺失、突變等,從而對α型地中海貧血作出診斷。β地中海貧血基因缺陷主要表現為基因序列中單一核苷酸的突變,或少數鹼基的缺失、插入,使正常β珠蛋白肽鏈合成減注或缺失。應用位點特異性寡核苷探針(Aso)進行PCR產物斑點雜交即可對其作出診斷。
(二)、苯丙酮尿症,苯西酮尿證(PKU)是一種常染色體隱性遺傳病,患者因苯丙酸羥化酶轉化為酷氨酸,使苯氨酸及其代謝物在體內大量蓄積,出現腦組損傷及不可逆性智力發育障礙。PKU患者出生時正常,新生兒一經確診為PKU停止母乳喂養採用低苯丙氨酸欽食療法8—10年,可使患者智力水平發展維持正常。由於低苯丙氨酸欽食非常昂貴,一般家庭難以承受,因此,施行產前診斷,防止患兒出生是最好的選擇。PAH只在肝細胞中表達,不能用血細胞,成纖維細胞、羊水、絨毛細胞進行酶活性分析,只能進行基因診斷。PKU的基因變化並非全部PAH基因的缺失,而是以點突變為主要表現形式,而且其突變位點很多。必須使用PCR擴增結合,ASO,SSCP或使用擴增片段長度多態性分析(AmpFLA)進行檢測,這些技術都較復雜,檢驗人員須經專業培訓。
(三)、血友病,血友病是一組最為常見的遺傳性凝血障礙,根據因子缺陷的不同分為甲、乙兩型,(Ⅷ、Ⅸ因子缺陷),也有復合型血友病,但不常見。甲型血友病發病率為1/10000,Ⅷ因子基因位於G6PD基因附近,全長186Kb,大范圍的基因重排(缺失、插入、重復)導致甲型血友病的病例很少,僅為Ⅷ因子缺陷的5%,大部分病人表現為單個或少數鹼基的突變。由於Ⅷ因子基因長度為186Kb,突變位點多,而且新生突變頻率高,從臨床角度講不能對每一個突變都檢測,可對最為常見的幾種突變類型進行檢測,主要的檢測手段是PCR結合RELP分析。乙型血友病發病率占血友病的20%,其基因變化及檢測方法與甲型血友病類似。
(四)、性別發育異常,區別雄性及雌性的物質基礎是性染色體,哺乳動物胚胎發育中,雌性表型不需要任何調節,而雄性表型則由多因素決定,位於Y染色體上的指導雄性性別分ss化的基因命名為睾丸決定因子(TDF)。現代研究表明,SRY(Sex-determining region of Y chromosome)基因是TDF基因,位於Y染以體短臂末端。SRY區缺失易導致46XY核型個體發育成女性。進行基因檢測可以檢出SRY基因組的易位及缺失,從而診斷性別發育異常,這一探索性別異常的研究非常熱門。另外還有一種46XY核型異常的病人即睾丸女性化,這是用於雄激素受體(androgen receptor,AR)基因缺欠,使雄激素的靶基因對雄激素不應答就答或不全而引起的,根據病情的不同有不同的表型,AR缺陷有很高的新生突變頻率,表現為無家族史的散發病。AR基因長90Kb,位於X染色體上,AR基因異常大部分為個別基因鹼基的突變,可以通過PCR結合ASO或SSCP檢出。
(五)、脆—X綜合征,脆—X綜合片(fragile-X Syndrome,Frax)是發病率最高的一種X-連鎖的智力低下綜合征(X-linked mental retardation XLMR)。因這種綜合征與X染色體上的脆位點連鎖而得名。大多數FRAX男性智商(IQ)低於50,並有隨著年齡增長而下降的趨勢。用人工酵母染色體(artificial yeast chromosome,YAC)克隆技術分離獲得覆蓋X-脆位點區域的YAC克隆,在這一克隆中獲得一個能在人腦中表達的基因命名為FMR-1(fragile X mentai retardation-1),FMR-1的5『端有一個CGG(精)三核苷酸串(CGG)n,正常人群中(CGG)n中存在多態性,重復序列為6-46個,當重復超過52個時,此區域的分裂呈不穩定,導致重復序列大幅度增加,無臨床表現的攜帶者插入片段長度小於500bg,有臨床表現者,長度都大於600BP而且伴有甲基化。人們將500bp作為前突變與全突變的分界線。對Frax的診斷以前用細胞遺傳學的方法檢測脆位點,實驗條件嚴格,成功率不高。現在採用分子遺傳學方法即可診出前突變及全突變。用PCR擴增CGG重復序列,檢測擴增產物的長度。突變基因的擴增片段增大,體細胞異質性時出現多條長度不等的擴增帶甚至拖尾成一片,或者因為擴充的全突變插入片段過長超出PCR擴增能力而結果無擴增現象。
2、PCR基因擴增法在「Torsch」診斷中的應用,在妊娠早期(1-3個月),有些病原微生物的感染易導致胎兒畸形,這些病原體中最常見的有弓體(TOX)、風疹病毒(RV)、單純皰疹病毒(HSV)、沙眼衣原體(CT)、及巨細胞(HCMV),對這幾種病原體的檢測根據其英文詞首簡稱為Torsch試驗。
(一)、弓形體的PCR檢測,弓形體有廣泛的自然疫原性,人體多為隱性感染,抵抗力低時可以有臨床表現。弓形體的診斷較困難,血清學方法敏感性較高但有交叉性出現假陽性而且無法確定近期感染、遠期感染或一過性感染。確診的方法是活組織檢查或動物接各,這些方法陽性率太低不能推廣。PCR檢測可以檢出樣本中1-2個病原體而且准確性高,是目前對弓形體檢測最優秀的方法。作為優生優育檢查應於妊娠前或妊娠早期取全血樣本,可以用EDTA或肝素抗凝,以EDTA抗凝效果最好,檢測外周血白細胞中是否有TOX存在。對於不孕,多次自然流產或養小動物的產期婦女,作弓形蟲檢測有更重要的臨床意義。
(二)、風疹病毒感染:風疹病毒(RV)是一種單股正極性RNA病毒,人是風診病毒的唯一宿主。RV感染可以引起胎兒的畸形,影響胎兒免疫系統的發育,因此RV檢測在優生優育工作中顯得非常重要。RV檢測可以用直接培養法及IgM抗體測試法。培養法費時很長而且常受到其它病毒的干擾,IgM測定法結果了不太准確,PCR法敏感性及特異性都很高而且簡便快速,是RV感染最優秀的測試方法之一。風疹病毒侵入體內後在上呼吸道增殖而出現症狀,面部出現丘疹,迅速遍及全身。樣本採用妊娠母親的咽部拭子、血清、產婦的絨毛或妊娠如羊水等。RV病毒是RNA病毒,PCR擴增較復雜,應注意樣本的採集時機,操作的准確性。
(三)、單純皰診病毒,單純皰疹病毒(herpes simplex virus,HSV)是一種DNA病毒,可引起多器官的炎症,可通過性接觸傳播。HSVⅡ感染復發率高,80%的感染者於12個月內復發。HSV感染後經機體免疫系統清除,少數病人終生攜帶,體弱時復發。PCR法檢測HSV敏感性高而且可以直接對HSVⅠ/Ⅱ型進行分型鑒定。
(四)、沙眼衣原體,沙眼衣原體(CT)不僅能引起沙眼而且能引起生死器感染,是一種性傳播性疾病。與淋病(NG),梅毒等經典性傳播性疾病不同,CT易經其它接觸途徑傳播,少數地區對妊娠期婦女普查結果表明此人群中發病率高達20%-30%。在歐美等國家CT的感染已超過淋病而居性傳播性疾病之首。衣原體感染常呈無症性或非特異性症狀的隱性感染,不容易診斷。以往用培養法進行確診,費時且敏感性、准確性都不足。PCR用於CT檢測時應注意不同檢測目的的取材不同,對於性傳播性疾病診斷應取生殖道分泌物(查脫落細胞),而對於早期妊娠病人應查其全血樣本,在妊娠後期或臨產時再查陰道分泌物以便指導生育時產道清理。
(五)、人巨細胞(HCMV),HCMV感染十分普遍,除少數原發性感染發生原發性單核細胞增多症外,極大多數為隱性感染。HCMV可以長期潛伏在體內,當機體免疫功能低下時,病毒會激活而造成嚴重疾病在妊娠期如果孕婦感染HCMV可以引起早產、畸形、死胎及新生兒巨細胞包涵體病等。HCMV屬皰疹病毒科,可以從唾液、尿、宮頸分泌物及乳汁排出。HCMV「金標准」的診斷試驗是用單層成纖維細胞作病毒培養,其它的實驗檢查有血清學的檢測及包涵體檢測。PCR是HCMV檢測的一種新方法,用於檢測的樣本有血,生殖道分泌物拭子等,用於優生優育檢測時應取血樣本。對於早期妊娠病人若有HCMV感染應再檢測羊水,或其它妊娠物,對病人認真及進跟蹤檢查,綜合判斷並採取相應的醫療措施。
PCR應用於優生優育有很大的優越性,使這一技術的推廣應用剛剛起步,應注意操作的准確性,盡量避免誤診。對感染性疾病首先應取孕婦血樣檢測,有可疑時或血中檢出病原體核酸時應盡早作羊水等妊娠物檢查。不管是否懷疑胎兒有嚴重遺傳病傾和中或有感染引起的畸形風險,對胎兒的去留應尊重胎兒父母親的意見。
5、實時熒光定量PCR技術在研究方面的部分應用
一、 新葯開發研究,人用葯物及其他葯物
針對一些感染性疾病的葯物,如各種病毒病、細菌病等,在新葯的開發過程中,快速了解葯物對疾病進程的影響可以為新葯開發節約大量的人力、時間和資金,與以前所用的Elisa等方法相比,實時熒光定量PCR技術可以快速、准確、定量、靈敏地測定血液或組織中病原體的含量,因此有利用分析葯物的作用效果,為比較不同的配方的療效、用葯量、用葯時間等等提供快速、定量的評價。
此方法除了用於人用葯物以外,還可以用於畜用葯物,甚至其他經濟動物及植物的葯物研究等,因此其在葯物研究方面的應用范圍是很廣的。
二、 超早期感染用葯物及療法的研究與開發
實時熒光定量PCR方法測定是血液中病毒核酸的含量,因此不必等到病人體內產生抗體,同時,由於其靈敏度與Elisa相比不可同日而語,在病毒感染的早期,即血液中病毒含量很低時就可以測定。因此就出現了一個新的領域,即在病毒或細菌含量很低時如何用葯,用什麼葯以及用葯量等進行研究,為將疾病消滅在超早期作出貢獻。
三、 葯物療效研究,人用葯物及其他葯物
對於一些已經上市的新葯或是應用了很長時間的老葯,其用葯的效果以及用葯量及用葯時間都可以進行進一步的研究,為更加合理化的應用這些葯物為人類造福進行進一步的研究。以前所用的方法由於不能准確定量,靈敏度也不夠,因此有很多需要研究的內容沒有完成。這一方面需要研究內容很多,意義也很大。
四、 新的愈後指標的研究
對於感染性疾病,在葯物作用至一定程度後,就認為可以停葯了,但是應該在什麼停葯,現在大都沒有一個明確的指標,現在所用的指標由於受到檢測方法的靈敏度及准確性限制,這一指標未必合理,因此有必要對治癒的指標以及指標與復發率以及疾病轉化為其他疾病之間的關系等進行進一步的研究,從而為葯物或療法徹底治癒疾病打下堅實的理論基礎。
五、 新診斷及檢驗試劑的開發
現有的很多診斷及檢驗方法都不能同時滿足快速、靈敏、定量的要求如現有培養法、Elisa法等等,而熒光定量PCR方法以則可以做到這一點,從而可為臨床疾病、商檢、糧油檢驗、食品檢驗、血液檢驗等等開發新的試劑,從而提高檢驗的靈敏度、速度及准確性等;這類試劑的種類是非常多的,所開發的試劑的社會效益及經濟效益都是很巨大的。
六、 血液檢驗漏檢率
由於實時熒光定量PCR方法比Elisa靈敏很多,因此,血站或血液研究所一般用來研究Elisa方法的漏檢率,即分析Elisa方法測定為陰性的血樣,再用實時熒光定量PCR方法來復檢。復檢時,一般24個Elisa陰性的血樣混合成一個樣本進行檢測。上海用此方法在用於血液製品的血液中發現一例HIV,後經測定供血者,證實病人的確是HIV陽性。北京市紅十字血液中心正在測定北京血站中5萬份Elisa陰性血樣的漏檢率。由於不同地區所用的Elisa試劑、方法、批號等都不相同,因此不同地區都有必要進行這一工作。
由於熒光定量PCR方法的快速、靈敏、定量的特點,其在研究及開發方面的應用是不勝枚舉的,如研究個人基因型與葯物療效之間的關系等;研究人員也可以根據自己研究項目開發其新的用途。
二、TL988實時熒光定量PCR檢測系統產品介紹
1、如何選擇一款適合自己的PCR儀
回顧分子生物學的發展歷程,PCR技術的發明和普及無疑是最重要的篇章之一。而PCR技術在近20年的不斷發展創新中,最受矚目當屬熒光實時定量PCR技術(real-time quantitative PCR, or qPCR)。定量PCR技術真正實現了PCR從定性到定量的飛躍,通過對PCR過程的實時監控,專一、靈敏快速、可重復地精確定量起始模版濃度,已經在科研和臨床診斷領域得到了越來越廣泛的應用。我公司從熒光定量PCR的原理入手,詳細介紹熒光定量PCR儀的類型和技術,為定量PCR儀的選擇提供詳細參考。
定量PCR儀主要由兩部分組成,一個是PCR系統,一個是熒光檢測系統。從前面的原理介紹不難看出選擇定量PCR儀的關鍵--由於定量PCR必需藉助樣本和標准品之間的對比來實現定量的,對於定量PCR系統來說,重要的參數除了傳統PCR的溫控精確性、升降溫速度等等,更重要的還在於樣品孔之間的均一性,以避免微小的差別被指數級放大。至於熒光檢測系統,多色多通道檢測是當今的主流趨勢--儀器的激發通道越多,儀器適用的熒光素種類越多,儀器適用范圍就越寬;多通道指可同時檢測一個樣品中的多種熒光,儀器就可以同時檢測單管內多模版或者內標+樣品,通道越多,儀器適用范圍越寬、性能就更強大。熒光檢測系統主要包括激發光源和檢測器。激發光源有鹵鎢燈光源、氬離子激光器、發光二極體LED光源,前者可配多色濾光鏡實現不同激發波長,而單色發光二極體LED價格低、能耗少、壽命長,不過因為是單色,需要不同的LED才能更好地實現不同激發波長。監測系統有超低溫CCD成像系統和PMT光電倍增管,前者可以一次對多點成像,後者靈敏度高但一次只能掃描一個樣品,需要通過逐個掃描實現多樣品檢測,對於大量樣品來說需要較長的時間。定量PCR儀需要考慮的另外一個因素是軟體設計,這一點目前較新型號的儀器都有不錯的配套軟體可以滿足常規使用。--隨著定量PCR技術在臨床診斷、疾病
5. 人類模仿動物發明了什麼
比如說醫院裡面的注射器,當時就是根據蚊子的嘴巴而發明出來的,還有相機,同樣也是參考了蒼蠅的復眼特徵,還有在大海上面航行的船隻以及潛水艇,一個是參考了魚類的運動方式和形狀,另一個是模仿了鯨魚在海洋當中的活動特徵,可以說動物的種種生活方式,都給人類的科學研發帶來了啟蒙。
而注射器是通過蚊子的特徵而出現的,雖然大家很討厭蚊子,但是科學家通過研究蚊子的注射方式,在顯微鏡之下了解到了蚊子的嘴巴,於是就發明出來了注射器,因為注射器和蚊子的嘴巴一樣,都是非常尖銳而又細長的,刺入皮膚的速度非常快,所以一般的人感覺不到有多大疼痛感,還有我們家裡的照相機,當時也是借鑒模仿了蒼蠅的復眼,因為蒼蠅的復眼裡面還有很多隻小眼睛,所以看出來的圖像也是很清晰的,因此現在人們發明的照相機一次能照出很多種照片,同樣也是用了蒼蠅復眼透鏡的原理。