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妙趣横生的具身智能

本书是一部颠覆认知的跨学科探索之作,以身体为透镜,重新解码智能的本质与未来。本书融合了生物学、工程学、人工智能领域的研究成果与实践经验,系统阐述具身智能的核心逻辑、分布式协作机制及落地应用范式,层层拆解从身体原生智慧到技术转化的底层原理,搭配海量自然案例与科技实例,助你从零构建对具身智能的完整认知。
本书内容分为三个部分。
第一部分为“身体,被遗忘的智慧”,从达·芬奇解剖手稿到蟑螂无脑逃生,从盲人感受世界到运动员的快速反应等,引出具身智能的概念。
第二部分为“分布式智能,具身智能的行为方式”,重点介绍具身智能的底层原理,采用生活案例进行对比说明,方便读者理解。例如:婴儿学步的过程及基于该过程如何设计机器人的行走策略;通过对章鱼触手的介绍说明分布式智能对于具身智能的意义;蚂蚁筑巢原理与自发式交通系统的关系等。
第三部分为“具身智能的应用范式”,介绍如何利用具身智能技术对人体进行增强改造。这一部分既包含真实案例,也涉及对未来科技的幻想,同时还介绍了如何利用VR技术开展具身智能的教学与应用。
通过阅读本书,你将:
?透彻理解具身智能的底层逻辑
?掌握分布式智能的协同原理
?洞悉具身智能在机器人、医疗、教育、太空探索中的应用场景与实现路径
?理解生物启发技术的设计逻辑
?探索从自然智能到人工系统的转化路径
?明晰具身智能引发的技术挑战与伦理困境
?把握人类与机器共生时代的智能发展新趋势

封面
前折页
书名页
版权
前言
第一部分 身体,被遗忘的智慧
 第1章 智能不在脑中?
  1.1 达·芬奇的解剖课:文艺复兴时期对人体的重新发现
   1.1.1 维特鲁威人图纸中的比例奥秘
   1.1.2 解剖实践对机械论身体观的颠覆
   1.1.3 神经肌肉系统的协同运作原理
   1.1.4 达·芬奇手稿中的具身认知雏形
  1.2 蟑螂的生存启示:没有大脑却拥有完美的逃生策略
   1.2.1 机械反射与复杂行为的涌现关系
   1.2.2 逃生策略的进化博弈分析
   1.2.3 仿生机器人中的去中心化控制应用
   1.2.4 实验室观测:断头蟑螂的生存时长记录
  1.3 脊髓损伤患者为何失去“直觉判断”
   1.3.1 脊髓反射环路的认知功能
   1.3.2 身体反馈缺失对决策速度的影响
   1.3.3 康复训练中的感觉重建
 第2章 感官的隐秘力量
  2.1 盲人如何构建空间地图
   2.1.1 触觉敏锐度的神经可塑性机制
   2.1.2 空间认知的跨模态重组
   2.1.3 盲文阅读时的大脑fMRI特征
   2.1.4 触觉导航设备的生物启发设计
   2.1.5 比较研究:先天盲与后天盲
  2.2 味觉的认知革命:为什么“妈妈的味道”能唤醒记忆
   2.2.1 味觉记忆的“超长待机”密码
   2.2.2 嗅觉-味觉通路的边缘系统连接
   2.2.3 情感记忆的化学编码原理
   2.2.4 阿尔茨海默病患者的味觉唤醒疗法
  2.3 闭眼开锁挑战的生理探索
   2.3.1 本体感觉精度的测量方法
   2.3.2 触觉工作记忆的容量限制
   2.3.3 空间映射错误率的年龄差异
 第3章 运动的哲学
  3.1 刻意练习如何转化为肌肉记忆
   3.1.1 小脑浦肯野细胞的突触重塑
   3.1.2 身体智能的终极形态
   3.1.3 东方武道中的“无心”境界解析
  3.2 足球运动员的“第六感”:动态环境中的瞬时决策
   3.2.1 视觉-前庭-本体感觉的三角整合
   3.2.2 预测性编码在运动决策中的应用
   3.2.3 顶级运动员的脑电波同步特征
 第4章 感知-行动循环:智能的永动机
  4.1 婴儿学步的启示:跌倒如何成为最佳老师
   4.1.1 跌倒预测的肌肉预激活机制
   4.1.2 错误信号强化小脑控制环路
   4.1.3 爬行-行走过渡期的关键参数
   4.1.4 生物力学参数的进化图谱
   4.1.5 早产儿与足月儿的运动发展对比
   4.1.6 机器人学步算法的生物启发改进
  4.2 自动驾驶的“晕车”困境:纯视觉方案的致命缺陷
   4.2.1 前庭-视觉冲突的神经机制解析
   4.2.2 多模态传感器的时间同步难题
   4.2.3 运动病预测的机器学习模型
   4.2.4 生物启发式防晕车算法设计
  4.3 科技案例:波士顿动力机器人
   4.3.1 动态平衡的角动量守恒控制
   4.3.2 接触力预测的有限元分析
   4.3.3 仿生柔顺驱动器的机械设计
   4.3.4 强化学习训练中的安全边界设定
第二部分 分布式智能,具身智能的行为方式
 第5章 分布式智能:身体里的民主
  5.1 章鱼触手的独立思维:8个“副脑”如何协同工作
   5.1.1 会“自己思考”的章鱼触手
   5.1.2 触手里的“副脑”:身体如何分担思考任务
   5.1.3 触手的“智能”从何而来
   5.1.4 章鱼给人类的启示
  5.2 分布式智能的典型应用:比特币
   5.2.1 分布式账本技术
   5.2.2 共识机制维持账本一致性
   5.2.3 分布式网络架构
   5.2.4 分布式网络架构的数学模型
   5.2.5 分布式计算能力
   5.2.6 分布式智能合约与脚本系统
   5.2.7 趣味小实验:体验“分布式智能”
  5.3 蜂群算法解密:没有指挥官的完美协作
   5.3.1 自然界的协作奇观
   5.3.2 无形的沟通桥梁
   5.3.3 精准的导航密码
   5.3.4 各司其职的高效团队
   5.3.5 自适应变化的智慧
   5.3.6 蜂群算法的原理:简单规则下的复杂行为
  5.4 蜂群算法的应用:从自然界到人工智能
   5.4.1 利用蜂群算法优化工程齿轮的方法
   5.4.2 基于蜂群算法优化神经网络用于图像分类
   5.4.3 蜂群算法的优势:高效性、鲁棒性与自适应性
   5.4.4 蜂群算法的挑战
   5.4.5 从蜂群算法看人类协作的未来
  5.5 人类身体探秘:肠道神经系统
   5.5.1 肠道系统游戏
   5.5.2 肠道神经系统的组成
   5.5.3 肠道神经系统进化论
   5.5.4 肠道神经系统与大脑的“对话”
 第6章 智能体现:简单规则的叠加
  6.1 蚂蚁筑巢:从无序到有序的群体智慧
   6.1.1 蚂蚁筑巢的数学密码:信息素场模型
   6.1.2 局部交互的元胞自动机规则
   6.1.3 自然界的工程师:涌现结构的拓扑优化
  6.2 蚂蚁身体的“完美设计”与群体协作密码
   6.2.1 受限动力学的微分方程:蚂蚁的“行走公式”
   6.2.2 蚂蚁身体的“完美比例”
   6.2.3 蚂蚁群体行为的分布式控制
   6.2.4 具身智能视角下的蚂蚁筑巢行为
  6.3 竞技游戏中的AI智能
   6.3.1 游戏AI进化史:AI全面战胜人类
   6.3.2 《星际争霸》AI的进化
   6.3.3 感知突破:构建虚拟身体的五感系统
   6.3.4 “鼠标轨迹”泄露的认知密码
   6.3.5 “肌肉记忆”训练法与分层强化学习
   6.3.6 构建AI的“数字触觉”传感器
   6.3.7 AlphaStar:从“上帝视角”到“血肉之躯”的认知进化
   6.3.8 运动革命:构建数字神经系统
   6.3.9 《星际争霸》AI的挑战与未来展望
  6.4 社会启示:交通系统如何自发形成秩序
   6.4.1 交通系统的自组织逻辑
   6.4.2 交通参与者的行动策略
   6.4.3 自动驾驶的“身体困境”
   6.4.4 复杂系统视角:秩序如何从混沌中涌现
   6.4.5 仿生设计下的边缘计算策略
   6.4.6 自组织系统的推广困境
第三部分 具身智能的应用范式
 第7章 机器人革命
  7.1 从工业机械臂到仿生水母机器人
   7.1.1 机械的进化悖论:刚性与柔性的矛盾
   7.1.2 柔性革命的三大突破
   7.1.3 仿生机器水母:刚柔耦合的终极体现
  7.2 护理机器人的触觉革命
   7.2.1 从机械触碰到触觉感知
   7.2.2 硅胶皮肤温度感知的实现路径
   7.2.3 硅胶皮肤重塑预测的精度与温度
   7.2.4 技术挑战:完美皮肤离我们多远
  7.3 具备痛觉传感器的机器人
   7.3.1 痛觉传感器的技术革命
   7.3.2 痛觉算法的认知建模
   7.3.3 痛觉算法
   7.3.4 伦理困境:机器人该不该痛
 第8章 人类增强计划
  8.1 神经融合型仿生皮肤:闭环式体感重建技术
   8.1.1 硅基科技与碳基生命的完美融合
   8.1.2 从生物皮肤到电子皮肤的突破
   8.1.3 柔性电子织物技术:打造“电子真皮”
  8.2 外骨骼的军事密码:士兵如何变身“钢铁侠”
   8.2.1 现代战争的体能困境
   8.2.2 技术突破:从机械力量到神经融合
 第9章 教育革命
  9.1 VR解剖课:用虚拟身体学习生物学
   9.1.1 传统解剖学教育的困境与突破
   9.1.2 虚拟身体的认知教学
   9.1.3 具身学习的科学验证
   9.1.4 教育范式的颠覆性变革
  9.2 机器人的具身学习法
   9.2.1 动手操作如何通过具身认知提升学习效率
   9.2.2 机器人教育体系构建
   9.2.3 具身编程语言的设计原则
  9.3 具身教学课堂
   9.3.1 动态教学实验
   9.3.2 神经重塑:运动如何优化数学脑网络
   9.3.3 具身认知视角下的机械臂控制教学
 第10章 太空身体改造
  10.1 太空环境中的身体重塑
   10.1.1 低重力环境下的感知变化
   10.1.2 具身智能的适应性运动策略
   10.1.3 让机器拥有“生命体征”
  10.2 智能系统的协同进化
   10.2.1 多模态感知融合
   10.2.2 群体具身智能的协作机制:蜂群式太空作业系统
   10.2.3 动态认知架构:面向未知任务的实时决策重构
   10.2.4 太空极端条件下的健康管理与应急响应
   10.2.5 模块化机器人的太空环境自适应与群体协同机制
 第11章 AI智能的发展畅想
  11.1 具身学习框架的构建原理
   11.1.1 从突触关键期到AI动态发育
   11.1.2 感觉运动经验对认知架构的影响
   11.1.3 从力学平衡到动态规划
   11.1.4 社交行为中的身体语言
   11.1.5 AI婴儿与人类婴儿的认知发展差异
  11.2 意识起源:身体体验如何催生自我认知
   11.2.1 本体感觉与自我边界的形成机制
   11.2.2 镜像神经元系统的具身基础
   11.2.3 具身智能的神经仿生与适应性设计
   11.2.4 从反射到反思:意识进化
  11.3 人类与机器的共生未来
   11.3.1 神经接口重塑人类身体
   11.3.2 细胞级机器人的医疗应用
   11.3.3 社会结构变革
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