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1 概述3

1.1 什么是机器生命3

1.2 机器生命的起源5

1.3 机器生命与控制论7

1.4 机器生命与机器人学12

1.5 机器生命与人工智能14

1.6 机器生命能做什么16

2 机器生命的机体与活性23

2.1 机器机体的活性23

2.2 机器机体的解剖26

2.3 机器生命的摄能和储能器官28

2.4 机器生命的动作器官30

2.4.1 机器生命的动力30

2.4.2 动力的传动32

2.4.3 机器生命的迁移器官33

2.5 机器生命的电子器官35

2.5.1 机器生命的滤波器36

2.5.2 机器生命的A/D和D/A电路36

2.5.3 机器生命的驱动器38

3 机器生命的感官与感知43

3.1 机器生命的“刺激—反应”行为43

3.1.1 反射弧与“刺激—反应”43

3.1.2 机电式反射弧45

3.1.3 机器生命的“刺激—反应”46

3.2 机器生命的眼睛和视觉47

3.2.1 感知光照强度的视觉传感器47

3.2.2 红外视觉传感器49

3.2.3 数字摄像视觉系统49

3.3 机器生命的耳朵和听觉51

3.3.1 麦克51

3.3.2 声纳52

3.4 机器生命的鼻子和嗅觉53

3.5 机器生命的舌头和味觉54

3.6 机器生命的身和触觉56

3.7 机器生命的感知行为57

4 机器生命的脑与认知63

4.1 自然生命的脑63

4.1.1 神经系统63

4.1.2 脑64

4.1.3 神经细胞65

4.1.4 认知66

4.2 机器生命的脑67

4.3 机器生命能认知吗71

4.3.1 机器生命与认知71

4.3.2 物理符号系统与PSS假设74

4.4 机器生命怎么认知75

4.4.1 产生式系统与专家系统76

4.4.2 Hopfield网络与联想记忆78

5 机器生命的控制与通讯83

5.1 《控制论》中的控制与通讯概念83

5.1.1 控制与通讯概念产生的历史背景83

5.1.2 控制与通讯概念与防空火炮系统84

5.1.3 控制与通讯的涵义87

5.2 控制和通讯与反馈概念89

5.2.1 反馈概念的形成89

5.2.2 反馈概念的涵义91

5.2.3 负反馈与正反馈93

5.2.4 反馈与振荡97

5.3 自然生命的控制与通讯100

5.3.1 动物体温的自动调节100

5.3.2 猎豹与羚羊102

5.3.3 “感官—神经—肌肉”反馈系统104

5.4 机器生命与《工程控制论》107

5.4.1 “传感器—计算机—马达”反馈系统107

5.4.2 《工程控制论》110

5.4.3 PID控制：经典的控制与通讯机制111

5.5 机器昆虫捕捉运动物体114

5.5.1 捕猎者一号114

5.5.2 Catcher01距离控制116

5.5.3 Catcher01方向控制117

5.5.4 Catcher01的捕猎实验118

6 Wiener的机器蠕虫123

6.1 蠕虫与《控制论》123

6.2 剖析蠕虫124

6.2.1 蠕虫的形态和构造125

6.2.2 蠕虫的负趋光习性126

6.2.3 蠕虫的“眼点—神经—肌肉”反馈系统128

6.3 Wiener的思想实验130

6.3.1 Wiener虫的构思130

6.3.2 Wiener虫的机电式反射弧131

6.3.3 Wiener虫的“刺激—反应”行为132

6.4 Wiener虫的脑及其神经活动133

6.4.1 Wiener虫的脑组织134

6.4.2 Wiener虫的神经活动135

6.4.3 Wiener虫的控制与通讯136

6.5 Wiener虫的虚拟实验138

6.5.1 Wiener虫虚拟模型138

6.5.2 Wiener虫仿真系统及其控制与通讯140

6.5.3 Wiener虚拟实验141

7 Walter的机器龟145

7.1 Walter与机器生命145

7.1.1 Walter生平145

7.1.2 Walter与EEG145

7.1.3 Walter与Elmer和Elsie147

7.1.4 Elmer和Elsie的生物活性150

7.2 Walter龟的设计和构造151

7.2.1 Walter设计Machina Speeulatrix的原则151

7.2.2 Walter龟的机体和解剖152

7.2.3 Walter龟的小屋154

7.2.4 Walter龟的生存目标及行为设计155

7.3 Walter龟的反射弧及其机电器官157

7.3.1 Walter龟的机电式反射弧157

7.3.2 Walter龟的感觉器官158

7.3.3 Walter龟的动作器官161

7.3.4 Walter龟的神经系统和脑163

7.4 Walter龟的控制与通讯165

7.4.1 Walter龟的“刺激—反应”行为165

7.4.2 Walter龟的反馈控制结构169

7.4.3 Walter龟的能量和信息流动171

7.5 Walter龟的生活172

7.5.1 Elsie就餐173

7.5.2 Elsie饭后的活动174

7.5.3 Elmer与Elsie嬉戏176

7.5.4 Elsie的选择行为177

7.5.5 Elsie照镜子178

7.6 Walter龟的认知行为179

7.6.1 Machina Docilis及其机电式反射弧180

7.6.2 Machina Docilis脑及其CORA181

7.6.3 Machina Docilis学习探索声源183

8 机器生命的进化之路191

8.1 Elmer和Elsie之后的机器生命191

8.1.1 20世纪60年代的Hopkins野兽191

8.1.2 20世纪70年代的Standford Cart193

8.1.3 20世纪80年代的CoreSampler195

8.1.4 20世纪90年代的火山勘探蜘蛛Dante197

8.2 机器生命的今天200

8.2.1 机器人名人堂200

8.2.2 火星探测器202

8.2.3 人性化机器人ASIMO205

8.3 机器生命的进化轨迹207

8.4 未来的机器生命：Moravec的展望209

8.4.1 Moravec其人209

8.4.2 Moravec的展望210