人類為了生存和發展，必須認識自然和改造自然。自動化技術不僅可以把人類從繁重的勞動以及惡劣、危險的工作環境中解放出來，而且極大地提高勞動生產率，讓人們有更多的時間去探索研究自然，從而增強人類認識世界和改造世界的能力。作為信息產業中的重要一員，自動控製技術幾乎與所有的現代化工業息息相關。而如今，自動化理念在其他領域也有很大發展。幾乎可以這樣說，對於一個係統的控製方法研究，就是自動化理念即控製論的主要研究內容，而這個係統可以是神經、生物、醫學方麵的係統；也可以是工程、通信、技術方麵的係統。這些係統可以是大係統，也可以是微係統。下麵我們將具體介紹自動化理念在生物控製論、社會與經濟控製和係統工程方法中的拓展應用。
8.1生物控製論及信息處理
大千世界中存在數百萬種生物，在長期的進化過程中，沿著從無序到有序、從低級到高級的發展途徑，在其體內形成了複雜精巧的自動調節係統，每一種生物都能按照自己的方法適應各自所處的環境，就像一部最靈巧的自動機器。正是由於自動機器和生物都具有反饋控製的共性，使得生物能在千變萬化的競爭環境中生存和發展。
生物控製論是探討有機體中的控製和信息的一般原理，並試圖建立有機體中的控製和通信過程的一般語言。其目的主要在於建立能反映人體和動物功能的模型與理論，而且這種模型和理論中的邏輯原理及有機體本身起作用的邏輯原理是相同的。它也試圖建立和生物係統有同樣的物理與生物化學成分的模型。無論是對生物學還是醫學來說，生物控製論都給了它們以一種新的、普遍適用的、能充分發揮數學威力的語言。生物控製論和仿生學、生物醫學工程在研究生物係統中控製和通信過程的原理及數學模型時有著共同的內容，但前者著眼於研究生物係統的控製和通信規律本身，後兩者則著眼於應用。生物控製論也是理論生物物理的一個分支，隻是它是從信息的角度去考慮問題，而理論生物物理的其他分支則更多地從能量的角度去考慮問題。生物控製論由於在研究中廣泛地應用了數學工具，因此生物控製論也是生物數學的一個分支。
8.1.1生物控製係統的組成與特點
（1）生物控製係統的組成
在貝塔朗菲的一般係統論著作中，論述了控製論屬於係統論中的具有反饋調控的一類係統研究，生物控製論因而也就成為係統生物學的一個重要組成部分。對自動機和動物來說，假定隻著眼於其中的控製與信息過程，大體上它們都有下述機構：
1）專門接收外界信號的接收裝置（在動物體中相應的是感受器）。
2）做出反應的執行裝置（效應器）和它所作用的受控對象。
3）根據接收裝置送來的信號進行處理並決定執行裝置應如何動作的控製裝置（中樞神經係統），以及這些裝置之間的連接線路（傳入神經和傳出神經）。
一般來說，執行裝置動作的結果（受控對象的實際狀態）往往通過某些接收裝置（感受器或內感受器）而又彙報給控製裝置（反饋聯係），控製裝置即按實際效應與預期目標間的偏差，采取進一步的調節措施，這種過程稱為反饋調節。
（2）生物控製係統的特點
在進行生物控製論的研究時，科學家們注意到如下特點：
1）係統觀和整體觀。生物控製論在對生命現象的研究中，把所研究的生物係統作為一個由許多次一級的部分相互連接、相互作用並和外界環境相互作用，而且執行著某種統一功能的整體。
2）能量概念不起實質作用。生物控製論著眼於係統各部分之間以及係統和環境之間的信息交換，即信息的接收、傳遞、處理、存儲與反饋，對其他學科來說通常很重要的能量概念，在這裏並不起實質性作用。
3）定量化。生物控製論在研究生物係統的動態過程和功能時采取定量的方法，測量與生物係統有關的某些量，並研究這些量之間的數學關係，以形式語言建立起生物係統中信息與控製過程的定量規律，即建立起生物係統的數學模式或在計算機上進行仿真。
和工程控製係統相比，生物係統要複雜得多。生物係統內部結構對研究者來說，一般是不清楚的或不太清楚的，即生物係統是“黑箱”或“灰箱”。生物係統常常是一個分層次的多級控製係統，即存在著不同水平的控製中心；高級控製中心可以控製和修改低級控製中心的活動。例如大腦皮層、腦幹和脊髓就是幾個不同層次的控製中樞。生物係統還往往是非線性的，即不滿足疊加原理（疊加原理是指係統對各個不同刺激組合的反應正相等於它單獨對每個刺激所做出反應的相應組合）。生物係統的時變性（係統的結構或參數隨時間而變化）也很突出。生物係統通常同時要受到多種因素的影響並做出多種反應，在其內外環境中存在多條反饋回路，即生物係統是多輸入、多輸出、多回路的係統。生物係統中各個部分之間的相互交聯也非常複雜，要把其中的一部分孤立出來而不影響它的正常功能往往很困難。因此，在生物控製論的研究中，還必須注意生物係統的這些特點，把生物學知識和控製論方法結合起來進行研究。
8.1.2生物控製係統的作用
生物體的結構是多層次的，由亞細胞、細胞到器官和整體，每一層次都有其特殊的調節和控製方式。而且，地球上現存的數百萬種生物，它們的控製和處理形式又千差萬別。因此，生物控製論研究的範圍是極其廣泛的，它既為生物醫學服務，也為工程技術的發展做出貢獻。一方麵，利用控製論的理論與方法可解決生物學中的問題，為深入了解生物醫學的原理以及解決生物醫學中的實際問題提供新的方法與工具；另一方麵，通過對光怪陸離的生物世界中各種生物控製和信息處理原理的研究，反過來又為新的工程技術設計提供新的思路。人們在這兩方麵都已做了大量的工作。
在生物醫學領域，很需要控製論這樣跨學科的理論和研究方法。由於生物係統十分複雜，大部分還處於人類不清楚的階段。比如動物和人的腦係統，它是當前生物科學的重大研究課題。據估計，人的大腦皮層有100億~1000億個神經細胞，這些細胞通常被稱為神經元，而神經元之間的聯係網絡呈犬牙交錯的立體分布。當大腦皮層中的神經元興奮而載有外界有關信息時，由大腦中有關神經細胞進行綜合處理，將它們變成所需要的決策，並對外界的各種刺激做出反應。因此大腦為自然界中最高級的、最複雜的信息加工與調節控製係統之一。
除了對人腦研究以外，應用控製論解決生理學問題也取得了重要進展。1982年，美國科學家把大白鼠生長激素的基因植入小白鼠的受精卵中，結果培育出來的小白鼠長得非常大，它的照片被各雜誌競相刊登，使這隻“超級小鼠”成了轟動一時的動物明星。人們很自然地立刻聯想到，如果將此項技術成功地用於漁業和畜牧業，我們不就可以獲得個體大、生長快、價格便宜的“超級魚”“超級雞”“超級鴨”“超級豬牛羊”了嗎？同樣，如果用類似的技術把豆類的固氮基因轉移到水稻、小麥等農作物的細胞中，那麼每一棵植物都成了小的“天然化肥廠”，不用再施化肥而獲得高產；如果把抗病蟲害的基因移植到農作物體內，則不需要噴灑農藥而獲取豐收。到那時，我們的環境必將更優美，身體會更加健康。
生物控製論研究得最多、最深入的是器官和生理係統水平上的控製和信息過程。它采用係統分析的方法，研究生理係統中各組成部分是如何相互作用並組成整個係統的，同時建立並分析相應的數學模型，以闡明該係統內在的控製和信息處理機製。幾乎已對所有的生理係統進行了係統分析，尤其是關於內環境穩態的研究和感覺－運動係統的研究。例如，已搞清楚整個血壓調節係統中，至少有9套反饋係統存在。在運動控製的研究方麵，20世紀50年代末L.斯塔科根據反饋係統理論所設計的實驗，不僅確定了瞳孔控製係統的數學模型，而且正確地預測了當瞳孔邊緣受到恒定光照時會產生自生振蕩的現象，同時確定了其振蕩頻率。這一工作是生理係統分析的經典範例，對其後的工作起了一定的推動作用。到目前為止，在感覺－運動係統的係統分析方麵，還是以對瞳孔和眼動控製係統、肢體控製係統以及昆蟲視動反應的研究最為活躍。
在生理係統分析中，應用係統辨識和參數估計的方法，可以估計出一些不易直接測定的生理參數，如心輸出量等。這在醫療實踐上具有臨床應用價值。例如，用電子計算機估計出血糖控製係統參數後，據此可得出糖尿病昏迷的最優治療方案。此外，在記錄生理信號時，為了從強背景噪聲中提取出有用的信息，廣泛地應用數字信號處理技術研究神經係統的信息處理問題。其中以對神經網絡和感覺信息處理的研究最為深入。腦理論和腦模型是神經控製論的中心課題。20世紀50年代後期提出的“感知機”，通過訓練改變其隨機連線的權重，可以“學會”辨識圖形，這是一種最簡單的腦模型。目前腦模型的研究主要是針對特定的腦結構進行模擬，其中以對小腦和視覺係統的研究最為深入。由於腦的複雜性，這方麵的工作還僅僅是開端。
8.2社會控製與經濟控製
社會控製論，即用控製論方法研究社會係統的學科，是控製論的一個分支。天然生命體是大自然幾十億年來在無數偶然事件中逐漸積累進化而形成的高級自組織係統，社會則是在人腦創造性信息選擇條件下構成的高級自組織係統。有的社會係統表麵上好像是沒有目的的，但它可以通過社會選擇來尋求自己的目的。在社會係統中存在著自學習的功能。英國W.R.阿什比關於沒有目的的隨機係統會通過學習來尋求自身目的的觀點，在社會領域也同樣適用。社會控製論的誕生，使人們能深刻地認識到社會係統的奧秘，表明人類創造社會文明已上升到理論上的自覺性階段。在馬克思主義曆史唯物主義的指導下，用社會控製論作為一種輔助的工具來研究社會係統的某些側麵，有助於發現社會係統的某些具體規律，從而進行社會預測，為決策者提供決策依據。