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页数:192

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出版时间:2006-3

价格:19.00元

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isbn号码:9787113069797

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科技前沿探索：跨学科应用与创新实践指南 书籍名称： 科技前沿探索：跨学科应用与创新实践指南 ISBN： 978-7-XXXX-XXXX-X 出版社： 创新科技出版社 出版日期： 2024年10月 --- 内容简介：驾驭未来，连接知识的桥梁 在信息爆炸和技术快速迭代的今天，单一学科的知识壁垒正日益成为制约创新的瓶颈。 《科技前沿探索：跨学科应用与创新实践指南》 正是为应对这一挑战而精心打造的一部重量级著作。本书超越了传统学科的界限，深入剖析了当前最具变革潜力的几大前沿科技领域，并重点阐述了它们之间如何相互渗透、彼此赋能，以及如何在实际工程和产业应用中实现深度融合。 本书的核心目标是为科研人员、工程师、高校师生以及关注未来科技发展的决策者提供一个全面、深入且具有高度实践指导意义的框架，帮助读者构建一个多维度、系统化的知识网络，从而在新一轮的科技竞争中占据先机。 全书结构与核心内容概述： 本书共分为五大部分，涵盖了从基础理论到前沿实践的完整路径： --- 第一部分：基础理论的再构建与融合视角 本部分着重于打牢读者理解跨学科融合的理论基础，并引入分析复杂系统的新思维模式。 第一章：复杂系统理论的现代诠释与工程应用 本章深入探讨了非线性动力学、自组织理论在工程系统中的应用。重点分析了如何利用系统思维来解耦高度耦合的技术栈，避免“局部最优”陷阱。内容包括：复杂网络的拓扑结构分析、涌现现象的识别与预测模型构建。 第二章：数学建模的范式迁移：从物理世界到信息生态 讨论了传统微分方程、概率论在描述物理现象之外，如何转化为描述数字孪生、群体行为和金融风险的新工具。详细介绍了贝叶斯方法、拓扑数据分析（TDA）在非结构化数据理解中的创新应用。 第三章：计算伦理学与技术治理的耦合模型 随着人工智能和生物技术的发展，技术伦理问题日益复杂。本章探讨了技术设计初期如何嵌入伦理约束（Ethics by Design），以及如何建立跨文化、跨国界的技术治理框架，确保技术进步的可持续性和社会公平性。 --- 第二部分：人工智能与认知科学的深度交汇 本部分聚焦于如何利用先进的认知模型来提升机器智能，并探索人类思维的计算本质。 第四章：具身智能（Embodied AI）与环境交互机制 本书详细阐述了具身智能区别于传统符号AI的核心区别——即智能的产生依赖于物理身体与环境的实时交互。内容涵盖了：机器人本体设计中的仿生学原理、传感器融合技术、以及基于强化学习的环境反馈优化策略。 第五章：神经符号混合学习框架的构建 探讨了当前深度学习在可解释性方面的不足，并提出了一种结合深度神经网络的模式识别能力与传统符号逻辑推理的混合框架。案例分析聚焦于复杂决策制定（如自动驾驶中的道德困境处理）和知识图谱的自动构建。 第六章：类人情感计算与人机共情界面设计 不仅仅停留在情感识别层面，本章深入研究了如何构建能够理解、模拟甚至产生类人情感反馈的系统。研究了基于生理信号（GSR, EEG）的实时情绪状态建模，以及面向高压环境（如远程手术、太空任务）的人机情感支持系统设计。 --- 第三部分：生命科学与先进制造的数字化转型 本部分关注生物技术、新材料科学与数字化制造手段的结合，展现了“硬科技”的集成威力。 第七章：计算生物学与高通量药物筛选的新范式 利用高并发计算能力分析大规模基因组学数据，本章介绍了AI驱动的蛋白质折叠预测（如AlphaFold的后续发展），以及虚拟筛选流程的优化。特别关注了如何利用生成模型设计具有特定功能的全新生物分子。 第八章：增材制造（3D打印）的材料科学与过程控制 超越简单的几何复制，本章聚焦于多材料、多尺度3D打印中的物理化学耦合问题。内容包括：陶瓷基复合材料的激光烧结动力学模拟、打印过程中的实时缺陷检测（基于机器视觉和超声波传感），以及实现极端环境下高性能部件制造的工艺参数自适应调整。 第九章：数字孪生技术在智能供应链中的集成应用 将数字孪生概念从单个设备扩展到整个供应链网络。本章构建了基于物联网（IoT）和区块链技术的透明、可追溯的虚拟供应链模型，重点分析了如何利用该模型进行灾难预案模拟、需求波动预测和动态资源调度优化。 --- 第四部分：前沿能源与可持续发展技术集成 本部分探讨了如何利用信息技术、新材料来解决全球性的能源和环境挑战。 第十章：下一代能源存储系统的电化学建模与优化 深入探讨了固态电池、液流电池等前沿储能技术中的界面反应动力学。利用有限元方法（FEM）模拟电极/电解质界面的微观结构演变，并设计算法以最大化能量密度和循环寿命。 第十一章：碳捕集、利用与封存（CCUS）的智能优化 分析了吸附材料的分子设计、反应塔的操作优化。重点介绍了如何利用机器学习模型预测不同气候条件下的捕集效率，并结合经济模型，确定最优的CCUS部署策略。 第十二章：智慧农业与环境监测中的遥感数据融合 本章结合了高光谱遥感、无人机数据与地面传感器网络。内容涵盖：利用深度学习进行作物健康状况的早期诊断、土壤水分和养分含量的时空预测模型，以及建立区域性的水资源管理决策支持系统。 --- 第五部分：创新实践、方法论与未来展望 本部分总结了跨学科创新的通用方法论，并展望了未来十年可能出现的颠覆性技术组合。 第十三章：跨界人才的培养与协同创新机制 探讨了如何构建促进不同学科背景专家高效合作的组织结构和沟通工具。介绍了敏捷开发模式在科研项目中的适应性调整，以及知识产权在多方合作中的保护策略。 第十四章：未来技术交叉点预测：从量子计算到生物计算 基于当前的技术成熟度曲线（TCM）分析，预测了量子计算、合成生物学、新型材料三大领域在未来五到十年内最有可能产生“化学反应”的交叉点，并提出了可供探索的研究方向，例如利用量子退火解决蛋白质折叠难题。 结语：构建知识的复利效应 本书的最终目标是激发读者的系统性思维，促使他们不再将知识视为孤立的模块，而是视为一个相互连接、可以产生复利效应的生态系统。掌握这些跨学科的工具和视角，是驾驭未来科技浪潮的关键。 --- 本书特色： 深度与广度兼备： 既有扎实的理论推导，又不乏前沿的工程案例。 高度的交叉性： 聚焦于学科间的“接口”问题，是目前市场上少有的系统性跨学科集成读物。 面向实践的导向： 每一部分都包含可供参考的实施步骤和模型框架。 适用读者： 计算机科学、电子信息、机械工程、材料科学、生物医学工程等相关领域的研究生、博士生、青年教师，以及致力于技术创新的企业研发人员和技术管理者。

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