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生化機(jī)器人的分類

生化機(jī)器人可以分為兩類，一類是具有人類大腦的機(jī)器人，一類是具有人類肉身的機(jī)器人。如果按照意識(shí)來劃分，前者算是人類，后者算是機(jī)器；如果按照生物組織來劃分，前者算是機(jī)器，后者算是人類。因此，未來的人類和機(jī)器人將沒有特別嚴(yán)格的界限。

生化機(jī)器人一度曾經(jīng)只出現(xiàn)在科幻小說中，但是，隨著機(jī)器人科學(xué)和生命科學(xué)的發(fā)展，生化機(jī)器人很快將不再是人們的科學(xué)幻想了。

2008年，沃維克教授宣布，他制造了世界上第一臺(tái)生物腦控制的機(jī)器人：一只具有鼠腦的機(jī)器人。

所謂的鼠腦機(jī)器人，不過是個(gè)紅綠色的小方盒子，在一張餐桌大小的場(chǎng)地上時(shí)而前進(jìn)，時(shí)而折返，看起來比街頭賣的電動(dòng)玩具汽車還要粗糙得多，走起路來像只沒頭蒼蠅。這個(gè)鼠腦機(jī)器人的“腦”里面，大概也只有5萬～10萬個(gè)從老鼠胚胎中提取出的神經(jīng)元，而一只真正的老鼠有500萬個(gè)神經(jīng)元。因此，目前這個(gè)鼠腦機(jī)器人沒有什么實(shí)際用途，但它是科學(xué)家探索高級(jí)生化機(jī)器人的一個(gè)重要進(jìn)展。

生化機(jī)器人的倡導(dǎo)者是英國(guó)里丁大學(xué)工程系統(tǒng)學(xué)院凱文·沃維克教授。2002年，他寫了一本學(xué)術(shù)著作《我，生化機(jī)器人(I，Cyborg)》，首先提出了生化機(jī)器人(Cyborg)這個(gè)概念。沃維克指出，人們身上的一些器官可以更換成由電子設(shè)備控制的機(jī)器。這位教授在1998年就把自己變成了一個(gè)生化機(jī)器人，他往自己的手臂中植入了一塊芯片，從此可以用意念直接控制機(jī)械手臂，甚至能通過互聯(lián)網(wǎng)遙控千里之外的機(jī)械手抓握一顆葡萄。

該研究領(lǐng)域被叫做“人一計(jì)算機(jī)界面”，沃維克教授認(rèn)為，這是人類未來必然的發(fā)展趨勢(shì)。

讓人類具有機(jī)器肢體

對(duì)于那些結(jié)合了人腦和機(jī)器人身體的生化機(jī)器人，我們將其稱為“人腦機(jī)器人”，也可以稱其為具有機(jī)器身體的人，他們很可能是人類未來的終極形態(tài)。這是因?yàn)槿四X機(jī)器人兼具機(jī)器和人類的優(yōu)點(diǎn)：對(duì)信息的儲(chǔ)存和處理速度比人類快得多。在社會(huì)交往上比機(jī)器人聰明得多。

不過，從目前情況來看，具有人腦特質(zhì)的機(jī)器人恐怕要在遙遠(yuǎn)的未來才能實(shí)現(xiàn)。要讓人類擁有機(jī)器肢體，首先得讓人類的大腦神經(jīng)系統(tǒng)和植入身體的電子設(shè)備“正常對(duì)話”。

美國(guó)科學(xué)家曾經(jīng)成功在一位半身不遂的男性患者大腦中植入一塊電腦芯片，患者可以把自己的神經(jīng)信號(hào)傳遞給電腦芯片，再由電腦芯片發(fā)射信號(hào)來支配機(jī)械假肢或身體附近的電器。目前，植入電腦芯片的殘疾患者已經(jīng)可以自主操作電腦，能發(fā)送電子郵件，甚至還可以玩電腦游戲。

研究人員希望，殘疾患者在芯片的幫助下可以直接用大腦控制假肢。

雖然現(xiàn)在就已經(jīng)出現(xiàn)了可以部分控制的假肢，不過要解決的問題還有很多，尚不能對(duì)假肢實(shí)現(xiàn)較長(zhǎng)時(shí)間的穩(wěn)定控制。這是因?yàn)槿祟惖拇竽X和所有的生物組織一樣，對(duì)機(jī)械電子設(shè)備具有排異反應(yīng)。

科學(xué)家希望能控制神經(jīng)細(xì)胞和電腦芯片的信息交流過程。他們目前的研究目標(biāo)是，把2個(gè)或2個(gè)以上的神經(jīng)細(xì)胞用生物學(xué)的方法連接起來，這樣一來，2個(gè)細(xì)胞就可以互相交流信息。假如科學(xué)家們能夠讓細(xì)胞之間通過電子設(shè)備進(jìn)行交流，這將是一個(gè)重大的突破。

研究人員的遠(yuǎn)大目標(biāo)是將多個(gè)細(xì)胞聯(lián)結(jié)在一起，做成一個(gè)類似電腦上的轉(zhuǎn)換電路，這樣就可以將微電子設(shè)備和人體結(jié)合起來，制造出具有人類大腦的機(jī)器人，或者是具有機(jī)器身體的人。

讓機(jī)器人長(zhǎng)出肉身　

除了研究具有人類大腦、機(jī)器身體的生化機(jī)器人外，一些研究人員還熱衷于讓機(jī)器人融入人類社會(huì)，他們正在研究一種機(jī)器大腦、人類身體的生化機(jī)器人，我們可稱之為“肉身機(jī)器人”。目前，不少機(jī)器人實(shí)驗(yàn)室已經(jīng)能夠在外形上讓機(jī)器人和人類一致，此類機(jī)器人亦被稱作人形機(jī)器人。不過，這些機(jī)器人只是包裹了一層仿真的人造皮膚，皮膚下面還完全是電子設(shè)備。因此，目前的人形機(jī)器人還不能算是真正意義上相對(duì)完善的肉身機(jī)器人。

日本研究人員則希望利用基因技術(shù)和人工神經(jīng)网络技術(shù)，打造出真正的肉身機(jī)器人。這些機(jī)器人全身上下都和真人一樣，皮膚具有人類的觸感和溫度，體腔內(nèi)完全是人類的內(nèi)臟。除了頭部的一塊電腦芯片外，肉身機(jī)器人其他的地方都是利用基因技術(shù)制造的人造骨骼、肌肉、皮膚等器官。其全身上下都布滿了神經(jīng)系統(tǒng)，它們的行動(dòng)是由頭部的芯片通過神經(jīng)系統(tǒng)來控制的。

除了上述特點(diǎn)外，肉身機(jī)器人還將具有人類的思維能力，能夠與人類通過對(duì)話交流思想、接受并理解人們的命令。

目前，具有生物活性的人造皮膚、人造肝、人造腎、人造胰、人造骨等人體器官都已經(jīng)研制成功，并在醫(yī)療領(lǐng)域得到了廣泛使用。這些人造器官是制造肉身機(jī)器人的重要基礎(chǔ)。

盡管如此，制造肉身機(jī)器人還要面對(duì)其他一些障礙。目前遇到的最大難題是怎樣把這些人造器官整合起來，怎樣讓這些器官和電腦芯片正常地進(jìn)行信息交換。

生化機(jī)器人技術(shù)造福人類　

隨著生化機(jī)器人技術(shù)的逐步成熟。未來的人類社會(huì)將會(huì)變得復(fù)雜而有趣，長(zhǎng)得像機(jī)器人的可能是人，而長(zhǎng)得像人的可能是機(jī)器人。人腦機(jī)器人將可能是人類的終極形態(tài)，而肉身機(jī)器人將可能是機(jī)器人的終極形態(tài)之一。人腦機(jī)器人和肉身機(jī)器人究竟是人還是機(jī)器?到了生化機(jī)器人時(shí)代，人和機(jī)器人的界限將變得越來越模糊。那時(shí)的法律和倫理道德都將與現(xiàn)在有很大的區(qū)別，也許會(huì)讓機(jī)器人享有和人類平等的權(quán)利，這種變革的目的就是為了讓人類與機(jī)器人能夠和諧相處。

人腦機(jī)器人技術(shù)不僅用于制造新型的機(jī)器人，更大的用途是為人類的健康造福。如果有人由于先天或后天的原因身患?xì)埣?，就可以安裝一個(gè)相應(yīng)的機(jī)器器官?？墒窃谀壳?，人類的身體會(huì)對(duì)外來的機(jī)器器官產(chǎn)生排斥反應(yīng)，處理不當(dāng)會(huì)危及生命。

有了生化機(jī)器人技術(shù)后，機(jī)器器官和人類大腦能夠正?！皩?duì)話”，讓身體的免疫系統(tǒng)接受這個(gè)外來的器官，這樣就不會(huì)產(chǎn)生不良的排斥反應(yīng)。

人類死亡時(shí)，大腦中的大部分細(xì)胞往往還是活的，如果把這些細(xì)胞移植到機(jī)器人體內(nèi)，制造出一個(gè)具有人類大腦的機(jī)器人，人類就有望實(shí)現(xiàn)永生的夢(mèng)想。

人類制造肉身機(jī)器人不僅僅是為了讓機(jī)器人可以成為自己的好伙伴，更重要的是讓機(jī)器人更好地為自己服務(wù)。日本本田公司的機(jī)器人研究中心正在制訂一個(gè)龐大的研究計(jì)劃，希望在未來50年里能成功地制造出具有完美肉身的機(jī)器人，讓這些機(jī)器人在工廠、賓館、商場(chǎng)、醫(yī)院、家政服務(wù)領(lǐng)域被廣泛使用。這些肉身機(jī)器人將比人類有更好的耐心和體力，比普通的金屬骨架機(jī)器人具有更大的親和力，因此肉身機(jī)器人在許多領(lǐng)域都將具有更大的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力。

人工腎2030年能上市嗎

有很大的可能，但是科學(xué)研究方面誰也不能打包票。

人工腎的生成還處于初級(jí)摸索階段，樂觀地估計(jì)，大約在2030年人類或許可以用上各種人工器官。

21世紀(jì)人的壽命有多長(zhǎng)？

19世紀(jì)末人類的平均壽命僅為44歲，到20世紀(jì)末平均達(dá)到67歲，預(yù)計(jì)21世紀(jì)末將達(dá)到110歲左右。一、21世紀(jì)是生物技術(shù)的世紀(jì)

有人說，20世紀(jì)是物理的世紀(jì)，人類分裂又聚合了原子，把硅變成計(jì)算的能量和人工智能；21世紀(jì)則是生物技術(shù)的世紀(jì)。如同1897年電子的發(fā)現(xiàn)，為20世紀(jì)寫下了曲嶄新的一頁一樣，21世紀(jì)生物技術(shù)發(fā)展的種子是1953年播下的，那一年詹姆士·渥特森博士宣布了4個(gè)核酸怎樣才能配對(duì)形成自我復(fù)制的DNA分子代碼?，F(xiàn)在人類已經(jīng)獲得最重要的突破，就是破譯了人類的基因組——由我們的DNA中30億個(gè)化學(xué)對(duì)編成的10萬個(gè)基因，這是一個(gè)十分重大的發(fā)現(xiàn)。但僅僅是單一地靠生物技術(shù)，其發(fā)展速度將較慢，它一定要走生物與化學(xué)合成相結(jié)合之路，才能創(chuàng)新和更快地飛躍。

二、人類開始認(rèn)識(shí)和掌握自己

科學(xué)技術(shù)發(fā)展到今天，對(duì)生命科學(xué)，對(duì)人體身的了解還是很淺很少。預(yù)計(jì)到21世紀(jì)將在這一領(lǐng)域有重大發(fā)展，許多不治之癥，如癌癥、艾滋病、老年癡呆癥等等，將得到治愈。對(duì)促進(jìn)人類健康延長(zhǎng)壽命的“活體生態(tài)因子”的研究將有重大的突破。為此，人的生命力、抵抗力，人腦的活力和智能將有新的全面的提高，一系列的生物器官如仿人體的人造心臟、人造腎、人造肺等器官將投入實(shí)際使用。19世紀(jì)末人類的平均壽命僅為44歲，到20世紀(jì)末平均達(dá)到67歲，預(yù)計(jì)21世紀(jì)末將達(dá)到110歲左右。由此，人的衰老期亦將延媛10—15年，即男性由60歲延至70—75歲，女性由55歲延至65—70歲，這將是生化技術(shù)的第三個(gè)大飛躍和大創(chuàng)新。

三、人類將重新回到綠色的天地中

自工業(yè)革命以來，工業(yè)化大生產(chǎn)的巨大發(fā)展，創(chuàng)造了今天繁華的物質(zhì)文明和精神，同時(shí)亦造成了地球的嚴(yán)重污染，生態(tài)平衡破壞，人類生存的地球處于姓態(tài)危機(jī)中，現(xiàn)在大家已開始認(rèn)識(shí)和重視這一危機(jī)，預(yù)計(jì)從容不迫21世紀(jì)開始，經(jīng)過長(zhǎng)期努力將重新回到生態(tài)平衡、碧水藍(lán)天的綠色世界。達(dá)到這一步，能源將依賴?yán)锰柲転橹鞯木G色能源。一大批高溫、高壓、高公害的廠礦，將改造成為常溫、常壓、無公害的廠礦。這將是生化技術(shù)的第四大飛躍和大創(chuàng)新。 沒文化啊 ……找素材 （）

形狀記憶合金是什么？

形狀記憶合金是一種特殊的合金，存在一個(gè)記憶溫度，在記憶溫度以下可以任意加工，當(dāng)溫度回到記憶溫度時(shí)，可以恢復(fù)到加工前的形狀，在未來，它將是工程主要材料之一比如說鈦，在加熱后，會(huì)恢復(fù)到加工前的形狀 形狀記憶合金是一種特殊的合金，存在一個(gè)記憶溫度，在記憶溫度以下可以任意加工，當(dāng)溫度回到記憶溫度是，可以恢復(fù)到加工前的形狀 形狀記憶合金的研究、發(fā)現(xiàn)至今為止已有十幾種記憶合金體系。包括Au-Cd、Ag-Cd、Cu-Zn、Cu-Zn-Al、Cu-Zn-Sn、Cu-Zn-Si、Cu-Sn、Cu-Zn-Ga、In-Ti、Au-Cu-Zn、NiAl、Fe-Pt、Ti-Ni、Ti-Ni-Pd、Ti-Nb、U-Nb和Fe-Mn-Si等

他們有兩個(gè)共同特點(diǎn)：

1，彎曲量大，塑性高

2，在記憶溫度以上恢復(fù)以前形狀。

在我印象中，最早發(fā)現(xiàn)的記憶合金好像是50％Ti＋50％Ni 。

記憶金屬一般受溫度影響較大，在某一溫度下是一種狀態(tài),改變溫度狀態(tài)會(huì)改變,但當(dāng)溫度恢復(fù)到原來時(shí),狀態(tài)也就回到原來。

這種金屬的M轉(zhuǎn)變具有可逆性,它受溫度變化影響,在一定溫度以上恢復(fù)為它變形前的形狀.人造衛(wèi)星的太陽能電池板就可以用它制造。

神秘的形狀記憶合金

在一次新材料的研討會(huì)上，一位教授手持一個(gè)盛有水的玻璃瓶，上面插有一只漂亮的用紙做的蝴蝶，他走上講臺(tái)一言未發(fā)，從容的掏出打火機(jī)把瓶子加熱，不一會(huì)只見蝴蝶的翅膀飛舞起來，這一試驗(yàn)引起了與會(huì)者的極大興趣，原來在蝴蝶下面有一根所謂“形狀記憶”合金絲，這根絲隨著水溫的升高和降低會(huì)突然伸長(zhǎng)或縮短。所謂形狀記憶效應(yīng)是指合金經(jīng)變形后，在一定的條件下，仍能恢復(fù)至原始形狀的現(xiàn)象。

形狀記憶效應(yīng)來源于一種熱彈性馬氏體相變。一般的馬氏體相變作為鋼的淬火強(qiáng)化的方法從古代便為人所用，就是把鋼加熱到某個(gè)臨界溫度以上保溫一段時(shí)間，然后迅速冷卻，例如直接插入冷水中(稱為淬火)，這時(shí)鋼轉(zhuǎn)變?yōu)橐环N稱為馬氏體的結(jié)構(gòu)，并使鋼硬化。這種馬氏體相變有一個(gè)特別的性質(zhì)，在一定的溫度下一旦形成的馬氏體隨著時(shí)間延長(zhǎng)不再長(zhǎng)大，為了增加馬氏體的量，必須進(jìn)一步降低溫度，產(chǎn)生新的馬氏體。后來，在某些合金中發(fā)現(xiàn)了不同于上述的另一種所謂熱彈性馬氏體相變，熱彈性馬氏體一旦產(chǎn)生可以隨著溫度降低繼續(xù)長(zhǎng)大。相反，當(dāng)溫度回升時(shí)，長(zhǎng)大的馬氏體又可以縮小，直至恢復(fù)到原來的狀態(tài)，即馬氏體隨著溫度的變化可以可逆地長(zhǎng)大或縮小，由于馬氏體的體積一般比原始狀態(tài)要膨脹一些，而且馬氏體相變伴隨著晶體中規(guī)則的切變，因此熱彈性馬氏體相變隨之伴有形狀的變化。

早在1951年美國(guó)人在一次試驗(yàn)中偶然發(fā)現(xiàn)了金-鎘合金有形狀記憶特性，當(dāng)時(shí)并未引起重視，1953年又在銦-鉈合金發(fā)現(xiàn)這類效應(yīng)，1963年發(fā)現(xiàn)鎳-鈦合金具有形狀記憶特性后，掀起了這類合金研究的熱潮，并產(chǎn)生了多種實(shí)用化的新思想，新的形狀記憶合金應(yīng)運(yùn)而生，后來還發(fā)現(xiàn)了具有雙向記憶效應(yīng)，即鉚釘如用雙向記憶合金制作時(shí)，把鉚好的鉚釘重新降溫后，鉚釘又會(huì)變直，正如本節(jié)開始提到的蝴蝶下面的合金絲便是雙向記憶合金，隨溫度的變化可來回伸長(zhǎng)或縮短，引起蝴蝶翅膀上下翻飛。

形狀記憶合金不僅具有理論上的重大意義，更重要的是工業(yè)中的應(yīng)用價(jià)值。最先報(bào)道的是用形狀記憶合金制作月面天線。月面天線伸展開來很寬大，火箭無法容納，那么，如何把這樣一個(gè)天線送上太空，送上月球呢?正是形狀記憶合金神話般地解決了這一難題。用Ni-Ti合金絲在馬氏體相變溫度以上，先做成月面天線，然后在低于Mf的溫度把月面天線壓成小團(tuán)裝入運(yùn)載火箭，當(dāng)發(fā)射至月球表面后，通過太陽能加熱而恢復(fù)原形，在月球上展開成為正常工作的月面天線。用形狀記憶合金制作插頭與插座或管子連結(jié)器有很大的優(yōu)點(diǎn)，先把形狀記憶合金做成比需連結(jié)的不銹鋼管略小的管連接器，將它冷至Mf溫度以下，加以擴(kuò)徑至比連接管略大，然后順利套在連接管上，最后升溫至Af以上(即使用溫度)，連接器即自動(dòng)收縮，于是兩根管被牢固地連接起來。美國(guó)空軍F-14飛機(jī)曾經(jīng)用此類連接器連接油壓系統(tǒng)和加壓水系統(tǒng)的管道，據(jù)說近30萬個(gè)接頭，無一發(fā)生事故，在海軍的潛艇和軍艦上也大量使用形狀記憶合金管接頭，因?yàn)樵谶@些場(chǎng)合中，管道排列十分密集，一般的方法無法實(shí)行管道的連接。

形狀記憶合金用于低質(zhì)能源的利用上具有深遠(yuǎn)的意義。目前已將形狀記憶合金成功地用于醫(yī)學(xué)上，作為牙科的齒形矯正器，在Ms溫度以上把形狀記憶合金絲做成正常的形狀，然后在低于Mf溫度下變形并套在不正常的畸形牙上，當(dāng)溫度上升至口腔的溫度后，矯正器自動(dòng)變成正常形狀，把畸形牙矯正。還可用于矯正脊椎側(cè)彎。靜脈過濾器是，把篩狀過濾器在低溫拉成直線，送入靜脈，受體溫加熱后，變成篩狀，起到過濾凝血的作用。目前正在用形狀記憶合金試制人造腎的微型泵、可以收縮的人造肌肉及人造心臟等。

形狀記憶合金的發(fā)明與應(yīng)用，使人們對(duì)于金屬材料的特性及功能開闊了眼界，神秘的被人們稱之為機(jī)敏或智能材料的大門被打開了。

甲殼素、殼聚糖在其他方面有哪些用途

甲殼素除對(duì)人體的醫(yī)療用途之外，甲殼素及其衍生物還可用來制造人造皮膚、人造血管、可降解并被人體吸收的免拆手術(shù)縫合線、人工勒帶、智能型藥劑、緩釋劑等。例如它與由鮮魚皮中提取的纖維狀蛋白質(zhì)骨膠原相合成，可制成具有增殖皮膚細(xì)胞功能的優(yōu)質(zhì)人造皮膚、人造血管、縫合線等外科手術(shù)醫(yī)療用品。而且由于殼聚糖對(duì)人體細(xì)胞的親合性能良好，所以它不僅可促進(jìn)皮膚細(xì)胞的速接，而且還有增殖、抗菌功能和光滑的作用，所以這就更加適用于燒傷皮膚的治療。

甲殼素及其衍生物不僅在醫(yī)學(xué)、生物工程、保健食品方面碩果累累，而且已獲得專利的產(chǎn)品就不下上千種。例如人造腎膜、免拆手術(shù)縫合線、避孕潤(rùn)滑荊、食品防腐保鮮劑、植物生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑、抗凝血藥劑、藥品緩釋劑、離子交換劑、染料固色劑、照相底片、防水液和液晶、無紡止血紗布等等，而且其應(yīng)用領(lǐng)域還將不斷擴(kuò)大，發(fā)展前景十分廣闊，由其引發(fā)的“21世紀(jì)醫(yī)療保健革命”已成為人所公認(rèn)的不爭(zhēng)事實(shí)。

人造腎透析過程圖解示意圖如下，下列哪個(gè)圖正確圖示了該過程？（　?。〢．AB．BC．CD．

A、半透膜不允許大分子蛋白質(zhì)通過，A錯(cuò)誤；

B、半透膜不允許血細(xì)胞通過，B錯(cuò)誤；

C、半透膜只允許小分子額尿素和鹽通過，C正確；

D、半透膜不允許蛋白質(zhì)通過，D錯(cuò)誤．

故選：C．