纳米网络：通信和计算的未来

本书系统阐述了纳米尺度下通信与计算系统这一新兴且高度交叉研究领域的前沿理论与技术。全书从纳米网络的起源、制造与潜在应用入手，深入探讨了其构建范式、计算模型、通信机制、运动定位、传感器与执行器、能量等核心问题，同时还对纳米网络系统在安全防护、生物相容性、法律法规与社会接受度等方面进行了多维度探讨与分析。本书不仅构建了跨学科的理论框架，还面向医疗、军事、农业等领域提出了具有应用前景的解决方案，为下一代分布式智能系统提供了重要参考。通过前沿技术分析与具体案例研究，本书为读者勾勒出未来通信与计算技术的创新图景，展示了纳米网络如何突破传统技术局限，为人类社会带来革命性变革。

弗罗里安-伦纳特·A.劳（Florian-Lennert A. Lau）（简称弗罗里安）于 2013 年获得了计算机科学学士学位。随后主修计算复杂性理论，并于 2016 年获得了硕士学位。自 2016年起，他在德国吕贝克大学攻读博士学位。作为 2016 年成立的吕贝克纳米集团的负责人，他创新性地提出将 DNA 作为多功能材料并加以应用，这一想法对纳米网络领域产生了重大影响。 2020 年，弗罗里安被“通信和分布式系统”（communication and sistributed systems）特别兴趣小组授予“最佳博士论文”荣誉称号。随后，他在吕贝克大学担任博士后研究员。 除了若干私人出版物，弗罗里安于 2024 年撰写了他的首部科学著作《纳米网络：通信与计算的未来》。他聚焦于 DNA 自组装系统及其在纳米机器人和纳米网络中的开创性应用研究，是该领域的权威专家之一。

王明军，博士，现为西安理工大学自动化与信息工程学院教授（三级）、副院长，硕士/博士生导师，曾获陕西省杰出青年科学基金、陕西省高层次人才特殊支持计划、陕西省中青科技领军人才、陕西省青年科技奖、陕西省青年科技新星等荣誉。曾获省部级科技成果奖4项，厅局级科技成果奖9项。先后主持和参与各类科研项目26项，其中包括国家自然科学基金、总装预研重点/一般项目、国防973项目子课题、国家高技术研究发展计划（863计划）、陕西省重大产业链项目、陕西省自然科学基金等。于记华，西安理工大学在读博士生，作为主要完成人参与重大科研项目2项，发表多篇SCI、EI检索论文，主要从事大气介质中的激光传输与散射、激光雷达点云的研究。白亮亮，西安理工大学在读博士生，就职于新疆工程学院，作为主要完成人参与多项省部级课题研究，发表多篇SCI、EI检索论文，主要从事光在复杂介质中的传输研究。刁鲁欣，西安理工大学在读博士生，作为主要完成人参与重大科研项目4项，发表多篇SCI、EI检索论文，主要从事水下激光通信方面的研究。

第1章 引言

1.1 词源

1.2 科幻小说中的“纳米”

1.3 对纳米技术的直观理解

1.4 应用示例

1.5 问题与挑战

1.6 总结

1.7 章节概述

第2章 纳米技术的发展历史

2.1 纳米技术的哲学基础

2.1.1 古印度

2.1.2 古希腊

2.1.3 近现代时期

2.1.4 自2008年起

2.2 制造精度的历史

2.2.1 古代时期

2.2.2 中世纪时期

2.2.3 现代时期

2.2.4 从二维空间到三维空间

2.2.5 定位精度

2.3 纳米技术的研究现状

2.3.1 基于人工材料的纳米技术

2.3.2 可编程纳米技术

2.3.3 基于生物的纳米技术

2.3.4 混合纳米技术

2.4 总结

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