轻量化机器人抓取位姿实时检测算法

针对机器人对形状、大小、种类变化不一的未知物体的抓取,提出轻量化的抓取位姿实时检测算法RTGN,以进一步提升抓取检测准确率及检测速度.设计多尺度空洞卷积模块,以构建轻量化的特征提取主干网络;设计混合注意力模块,以加强网络对重要抓取特征的关注;引入金字塔池化模块融合多层级特征,以提升网络对物体的抓取感知能力.在Cornell抓取数据集上进行测试,RTGN检测速度为142帧/s,在图像拆分和对象拆分上的检测准确率分别为98.26%和97.65%;在实际抓取环境下进行抓取实验,机器人对20类未知物体进行400次抓取,抓取成功率为96.0%.实验结果表明,RTGN的检测准确率和检测速度较现有方法有明显提升,对物体的位置和姿态变化具有较强的适应性,并且能够有效地泛化到形状、大小、种类等变化不一的未知物体的抓取检测中.

局部高性能装配式混凝土框架梁柱节点抗震性能

采用一种新型的钢筋滞回模型对一种钢绞线锚入式装配混凝土框架梁柱节点进行计算,计算结果与试验结果吻合良好。在此基础上,采用该模型对新型装配式RPC/RC组合框架梁柱节点的滞回曲线、耗能能力、刚度退化、位移延性进行分析,通过分析发现,节点区浇筑RPC并设置摩擦阻尼器的节点PC3极限承载能力较PC2的提升了26.3%,PC1和PC4的极限承载能力相差不大。由于在加载初期,摩擦阻尼器没有完全参与工作,4个节点的耗能能力基本相当,但是随着位移荷载继续施加,摩擦阻尼器完全参与工作后,设置摩擦阻尼器节点PC1和PC3耗能能力明显强于PC2和PC4节点,总体来看,设置摩擦阻尼对节点承载能力和耗能能力是有利的。在上述分析的基础之上,对PC3节点进行参数化分析,通过改变阻尼器摩擦系数和节点区箍筋间距,以得出不同参数变化对节点力学性能的影响。

基于PIV技术的非饱和膨胀土径向劈裂试验研究

非饱和膨胀土的径向劈裂强度与裂隙扩展之间存在密切联系,分析不同含水率下非饱和膨胀土的裂隙演化机制,对南水北调中线工程膨胀土渠段的工程灾害防治具有重要的理论意义和工程实用价值。联合运用WP4C仪、压力板和PIV(Particle image velocimetry,PIV)劈裂试验系统,对南水北调中线工程邓州段某高填方渠堤非饱和膨胀土进行了一系列的持水特性试验和劈裂试验,结合持水特征曲线,揭示了不同含水率膨胀土的劈裂强度、裂隙演化过程、位移矢量场的变化规律及其内在机理。试验表明:(1)膨胀土的含水率和饱和度均随吸力的增大而减小。在低吸力范围内膨胀土试样含水率和饱和度随吸力的增加而减小趋势缓慢;在高吸力范围内,含水率和饱和度与吸力基本呈线性关系,随吸力的增加,试样的含水率和饱和度显著减小。(2)含水率对膨胀土的劈裂强度具有显著影响。随含水率的增加,试样的劈裂峰值荷载呈先增加后减小的变化规律,劈裂峰值荷载在含水率为3%~12%范围内持续增加,而在12%~24%范围内持续减小;上述试验现象与不同含水率膨胀土试样具有不同的颗粒间液桥作用有密切的内在联系。(3)不同含水率下膨胀土劈裂试验荷载-位移曲线均可分为荷载接触阶段、荷载线性增加阶段、张拉破坏阶段和残余阶段。膨胀土劈裂试验不同阶段的裂隙、位移矢量场的变化规律与荷载-位移曲线变化之间存在着一一对应关系。

基于深度学习的住院部口服药分类模型的构建

目的:基于深度学习法构建针对住院部的口服药分类模型。方法:模拟实际应用场景,采集95类药丸图片构建数据集,并对其进行图片预处理操作;以MobileNet V2网络为基础架构建立药丸分类模型,并在模型中嵌入注意力机制以增强网络特征通道间的依赖关系;融合迁移学习的方法,利用自建药丸数据集对模型进行训练和测试,通过模型分类准确率和模型参数量指标检测模型性能。结果:本研究构建的模型在自然环境中采集的口服药丸图片分类方面表现卓越,通过使用包含95类药丸、总计728张图片的自建数据集进行训练和测试,模型分类准确率为95.8%,分别比MobileNet V2、ShuffleNet V2、ResNet50高11.6%、14.3%、11.3%。模型参数量为2.55 M,约为ResNet50的1/10。结论:本研究构建的模型可以较好地平衡模型的复杂度和分类准确率,为药房等场景下涉及的药丸自动分类系统提供技术路线和效果验证,对于提升药房发药、病房分药等具体情形的护理自动化水平具有一定的理论和实际应用价值。

基于脑-小脑连接梯度的AD患者脑功能层级结构变化研究

目的采用基于梯度的方法分析阿尔茨海默病(Alzheimer’s disease,AD)大脑皮层组织沿脑-小脑连接梯度的功能层级结构及其与小脑相互作用的改变,以及与认知功能障碍之间的联系。材料与方法基于AD神经影像学计划(Alzheimer’s Disease Neuroimaging Initiative,ADNI)公开数据库,共纳入33名AD患者和46名年龄、性别相匹配的健康对照(healthy controls,HC)。采用梯度计算方法,通过对所有被试的脑-小脑静息态功能连接矩阵进行非线性分解,得到了每个被试的脑-小脑功能连接梯度。采用双样本t检验进行组间的脑-小脑梯度分数差异分析,以及梯度异常的脑区与小脑功能连接的组间比较,并采用相关分析评估了异常的梯度分数以及功能连接值与临床量表分数的相关性。结果与HC组相比,AD组在涉及高级认知功能区域右侧颞下回(right inferior temporal gyrus,RITG)(t=4.71,P<0.001)的梯度分数发生局部性改变,进一步基于梯度异常脑区为种子点的功能连接分析显示出RITG到小脑双侧CrusⅡ区域以及延伸到的ⅦB区(右侧:t=-4.89,P<0.001,左侧:t=-4.98,P<0.001)功能连接的降低。临床量表相关性分析显示,AD患者的梯度异常脑区的连接梯度分数与社会活动功能(Functional Activity Questionnaire,FAQ)评分密切相关(r=0.40,P=0.025)。结论AD患者参与高级认知功能的局部区域功能层级结构的异常变化及其与小脑双侧CrusⅡ和ⅦB脑区的功能连接降低可能是认知功能受损的潜在因素之一。

融合注意力的主动迭代优化白细胞图像分类模型

白细胞的数量和结构特征蕴含了人类健康状况的重要信息。通过对不同种类的白细胞进行计数,可为多种疾病的早期治疗提供重要依据。但目前采集与标注白细胞数据集成本较高、现有的白细胞数据集数量较少,给计算机辅助白细胞自动分类带来了挑战。为此,本研究提出了一种融合注意力的主动迭代优化白细胞图像分类模型,通过在ResNet18主干网络上附加用于主动学习的LossNet网络,从大量未标注样本中挑选最具代表性的样本进行标注,减少了需要人工标注的样本量。同时,为了应对白细胞数据集类间不平衡对主动学习的影响,加入主动迭代扩增模块,挑选训练过程中的困难样本进行含有随机因子的数据扩增,自下而上形成了双向的信息交互,以增强模型对不平衡数据集的适应力。最终,在比较了3种注意力模块后,本研究选择加入CBAM注意力模块,以增强模型对白细胞特征区域的关注、提高模型的性能。采用包含14514张白细胞显微镜图像的Raabin-WBC数据集进行方法验证。实验结果表明,所提出的模型在使用训练集28%、37%、52%的样本时,分类准确率分别达到92.35%、93.64%、94.86%,相比原ResNet18分别提升了5.14%、9.24%、2.37%,模型有效降低了白细胞数据集的标注成本,在缺乏标注的医学数据集上具有较为广泛的应用前景。

宽广吸力范围内弱膨胀土的抗剪强度及其预测

在宽广吸力范围内对不同吸力的非饱和弱膨胀土进行了一系列吸力控制的三轴剪切试验。关于吸力的施加,较低吸力采用轴平移技术;高吸力采用蒸汽平衡法。试验结果表明:在净应力相同的条件下,试样的应力应变关系曲线随着吸力的增大而升高、剪缩量变小,并且随着吸力的增大其偏应力–应变关系和体变明显地表现出类似超固结土的特性。主要原因是试样受到较大的吸力,弱膨胀土试样失水收缩、孔隙比减小均明显,使试样剪切过程中表现出类似超固结黏土的特性。在宽广吸力范围内,吸力所引起弱膨胀性土体积收缩明显,不可忽视。根据压汞试验结果确定的微观饱和度引入有效饱和度中,再将试验结果与修正后的Bishop非饱和土强度公式的预测值进行比较,证明了修正后的Bishop非饱和土强度公式在宽广吸力范围内可较为准确地预测非饱和弱膨胀土的抗剪强度。

多次干湿循环后土-水特征曲线的模拟

目前对于土体的干湿循环过程中变形、强度变化规律研究较多,而对经过多次干湿循环后土-水特征曲线的试验研究较少。由于吸力平衡需要时间太长,对干湿循环过程中土-水特征曲线的研究也多限于单次的干湿循环试验。但考虑到实际岩土工程中气候条件的多变性和自然环境的复杂性,一般土体均要经历多次干湿循环,因此,对多次干湿循环后的土-水特性曲线研究显得非常重要。结合已有的试验数据总结脱湿曲线与吸湿曲线随着干湿循环次数的变化规律,通过引入一个与干湿循环次数有关的函数,提出能预测多次干湿循环后土-水特征曲线的方法。本方法仅需土-水特征曲线的首次干湿循环脱湿与吸湿曲线和塑性指数,就可以预测多次干湿循环后的土-水特征曲线。

吸力历史对非饱和弱膨胀土力学性质的影响

对经历较广吸力范围内不同吸力历史的非饱和弱膨胀土进行了一系列吸力控制的三轴剪切试验。关于最大吸力的施加,高吸力采用蒸汽平衡法;较低吸力采用轴平移技术。试验结果表明:在净应力和吸力相同条件下,经过湿化试样的应力-应变关系曲线升高、剪缩体变小;经过高吸力试样的应力-应变关系曲线也升高、剪缩体变小,随着经历过最大吸力的增加其应力比-应变关系、体变表现出的超固结土特性明显。其主要原因是前期试样受过较大的吸力,相当于受过较大前期固结压力,同时弱膨胀土失水收缩性明显,经过较大吸力后试样孔隙比明显减小,使试样剪切过程中表现出超固结黏土的特性。因此,讨论非饱和弱膨胀性土的应力-应变关系和强度时需考虑吸力历史引起的体积收缩影响。

吸力历史对非饱和土力学性质的影响

现在被广泛公认的由Fredlund提出的非饱和土力学的双参数理论,即净应力和吸力为非饱和土的应力状态变量,不能直接考虑吸力历史及其饱和度对非饱和土的应力-应变关系和强度的影响。非饱和土三轴试验结果表明,即使净应力和吸力相同的条件下,经过干-湿循环试样与未经过干-湿循环试样的应力比-应变关系和强度是不相同的。在其他条件相同时,经历过干-湿循环的试样比未经过干-湿循环试样的应力比-应变关系要高、强度大和体变小。经过干-湿循环试样的饱和度低而强度高,主要是由于经过先期较高的吸力,相当于受过较大的前期有效压力,使试样成为超固结土。更多不同吸力历史的对比试验有待于进一步研究,以便为非饱和土的水力-力学特性耦合弹塑性本构模型定量地表示上述非饱和土的性质提供基础性试验数据。

基于细粒度特征提取的轻量骨龄评估级联方法

针对现有骨龄自动评估模型细节特征提取能力较弱且没有兼顾手骨发育特点的问题,提出了一种基于轻量级网络的两阶段骨龄评估级联模型。首先,定位提取手掌区域进行背景去噪。其次,提出了一种新型的轴向空间注意力与多尺度并行空洞卷积相结合,融入模型中,从而提升模型细节特征提取能力。同时,将每个骨龄标签转化为两点分布向量,充分利用个体手骨发育的信息。实验结果表明,模型预测结果的平均绝对误差为4.80且评估误差在±0.5、±1、±2岁以内的准确率分别为69.26%、95.60%、99.80%。本研究提出的模型不仅能快速准确的评估骨龄,且充分考虑了手骨发育过程中所包含的信息,同时,基于轻量化的架构为其后续推广应用提供了基础,具有良好的临床应用前景。

3种生物聚合物改良粉土的持水特性研究

针对黄河流域水土流失防治,以往多采用水泥等灰色材料进行加固筑堤,但生态环境破坏严重。为响应黄河流域生态保护和高质量发展的国家战略,采用环境友好的生物聚合物对黄河流域典型粉土进行改良,通过WP4C仪测量生物聚合物改良粉土的持水特性,并从微观角度分析了生物聚合物改良粉土持水特性的机制。研究结果表明,与未改良土相比,生物聚合物改良粉土饱和含水率增大,孔隙比增大,持水能力显著提高。黄原胶、结冷胶、瓜尔胶改良粉土的持水能力均随着掺量的增加而增加,结冷胶改良的效果优于黄原胶、瓜尔胶。其机制为生物聚合物颗粒经过水合作用形成水凝胶,填充颗粒间孔隙,增加颗粒之间的黏结性。而且黄原胶、结冷胶改良粉土中形成类似蜂巢结构的孔隙空间,为其提供储水空间,进而提高改良土的持水特性。上述研究结果可为生物聚合物安全、科学地应用于黄河流域水土流失的防治提供科学依据。

小鼠骨髓微核试验评价某市水源水及自来水的遗传毒性

在以往Ames和VDS试验的基础上,运用小鼠体内微核试验检测了某市自来水公司所属的8个水厂水源水、自来水及2个新拟建水厂源水的有机提取物的遗传毒性。结果表明,除2个新拟建水厂的源水外,该市原来的水源水和自来水、均可不同程度地诱导小鼠微核率的升高,并有明显的剂量反应关系。这说明,该市原来的水源水已受到不同程度的污染,而2个新拟建水厂的取水点则水质较好。

遗传毒理学短期测试方法的发展及在检测饮用水方面的应用

总结了目前遗传毒理学短期生物测试方面的进展,如Ames试验、微核试验等的发展。为了对短测的试验结果作出合理的解释,较系统地分析了常见致癌物筛选不准确的原因。阐述了分子生物学技术在遗传毒理学中的运用与常见的检测致突变的方法。分子生物学技术与传统的遗传危险性评价方法相比,有着不可比拟的优势。该文还从不同的角度讨论了短测在检测饮用水方面的应用。

细胞转化试验研究源水及饮用水的潜在致癌性

用叙利亚地鼠胚胎（syrianhamesterembryo，SHE）细胞转化实验研究了G市自来水公司所属的4个水厂的水源水、自来水及2个新拟建的水源点水样有机提取物的细胞毒性和潜在的致癌性。结果：4个采样点的水源水及自来水可不同程度地诱导转化灶的形成，并有一定的细胞毒性；各点自来水的转化率与源水相比有增高的趋势；新拟建的2个水源取水点水样虽有一定的细胞毒性，但无致转化作用。结论：水源水经一般的氯化消毒处理。可增加水中的致突变致癌物质；细胞毒性与遗传毒性并不成平行关系。

非饱和黄土高吸力下的水力力学特性及微观结构分析

联合压力板仪和蒸汽平衡法在全吸力范围内对原状与重塑黄土进行持水特性试验,使用非饱和三轴仪对高吸力下的原状与重塑黄土进行剪切试验,同时采用扫描电镜仪(scanning electron microscope,SEM)和压汞仪(mercury injection apparatus,MIP)进行微观试验,探讨了非饱和黄土结构性差异对其水力力学特性的影响。试验结果表明:随着吸力的增大,原状和重塑土的饱和度、含水率均减小,孔隙比稍有减小。由于原状及重塑黄土的初始孔隙比基本一致,因此两者压汞试验总进汞量接近。由扫描电镜和压汞试验得到的原状及重塑黄土的孔隙结构形态及优势孔径范围不一样,结构性有所差异,导致土-水特征曲线在不同吸力范围内呈现不一样的规律。原状和重塑土的应力-应变关系多呈软化现象,吸力为3.29 MPa的重塑土呈硬化现象。且随着吸力的增大,原状和重塑土的黏聚力和峰值强度均明显增加,体变由剪缩趋向剪胀现象。由于原状土具备一定结构性,胶结作用较强,其黏聚力的增幅会大于重塑土,峰值强度也高于重塑土,而两者的内摩擦角基本一致。

中草药添加剂对卷烟主流烟雾颗粒物诱变性的影响

本文运用ＲＭ２０／ＣＳ自动吸烟机收集样品卷烟主流烟雾颗粒物（简称ＴＰＭ），以ＳＯＳ／ｕｍｕ试验、小鼠骨髓嗜多染红细胞（ＰＣＥ）微核试验、及小鼠睾丸染色体畸变试验测定了中草药添加剂黄芪、桔梗对卷烟ＴＰＭ含量及诱变性的影响，结果表明：黄芪可降低ＴＰＭ的含量约３．７３ｍｇ／支，并且可降低ＴＰＭ的诱变性，桔梗可使ＴＰＭ含量上升１．０ｍｇ／支，但对ＴＰＭ的诱变性无任何影响。

基础化学实验考核模式的改革与实践

将普通化学实验、分析化学实验、有机化学实验统一起来,合并成为基础化学实验,独立开课,并进行考核方法的改革。实验成绩从实验预习、实验操作、实验记录、实验结果、实验报告、实验态度、创新精神等几个方面客观、定量地评定,收到了良好的教学效果。

KVM的优化及其具体实现

越来越多的嵌入式设备开始支持JAVA应用程序,嵌入式平台JAVA技术的核心是KVM。介绍了KVM的优化技术,比较了不同优化方法之间的优缺点,给出了针对KVM内存分配算法进行优化的具体实现,最后给出了优化实现前后的性能参数比较。

Ag^+废液的回收与再利用

实验室回收学生做实验中含Ag+的大量废液 ,利用适当的回收方案 ,加以处理 ,再利用 ,既节省了实验经费 ,又培养了学生的动手操作能力 。