TEB算法中机器人平稳避障策略研究

时间弹性带(Time Elastic Band,TEB)算法由于其具有运动学约束、最快路径约束的特点被广泛用于实时局部路径规划和避障,但是在非结构化的动态社会环境进行导航的情况下,强转弯时存在速度输出不稳定的问题,这对于移动机器人的整个前进过程是非常不利的。为了解决这一问题,将轨迹曲率作为一种新的约束引入TEB算法,提出了基于曲率速度控制的时间弹性带(Curve Speed Control TEB,CSC-TEB)算法。在CSC-TEB算法中,移动机器人在实时避障时的最大瞬时速率能够根据其与行进路径的航向变化程度做出一定调整。实验结果表明,应用CSC-TEB算法能够使移动机器人在躲避障碍物时具有更加平稳的速度,同时输出较平滑的轨迹曲线,避免了原始TEB算法中的速度抖动现象。在静态和动态场景中,移动机器人躲避障碍物时具有更加稳定的速度曲线,保证机器人在安全避障的前提下路径总耗时降低了15.02%,从整体上提升了路径规划效率。

基于渐进均匀化方法的CFRP缠绕储氢气瓶多尺度仿真研究

为模拟储氢气瓶的碳纤维复合材料(CFRP)缠绕层复杂结构及应力状态,建立介观尺度CFRP缠绕层代表体积单元(RVE),基于渐进均匀化方法求解均质化复合材料的等效材料参数。通过仿真CFRP层合板拉伸试验,验证渐进均匀化方法和宏观等效材料参数的正确性。基于网格理论确定储氢气瓶缠绕层,细观建模内衬相邻环向缠绕层,RVE模拟其余复合材料层,可准确预测气瓶响应。多尺度模拟70 MPa公称压力作用下三种CFRP缠绕层叠顺序结构的Ⅳ型储氢气瓶响应,结果表明:复合材料均质化模型与细观模型相比,复合材料层纤维方向应力的最大误差为8.7%,内衬等效应力最大误差为2%;交替缠绕次数越少,均质化模型误差越小。先螺旋后环向的缠绕方式或可将复合材料气瓶破裂压提高约15%。

一种改进多尺度融合的电动汽车充电口识别方法

针对无人自动充电桩工作过程中背景复杂导致电动汽车充电口识别精度低等问题,提出基于改进YOLOv5算法的一种电动汽车充电口识别方法。采用融入加权双向特征金字塔结构增强不同层级间的信息融合能力;引入GhostNet网络结构中的深度可分离卷积GhostConv,替代原模型中的特征提取网络中的普通卷积层,减小了模型的计算开销;主干网络中使用SENet结构增加感受野信息,提高模型对充电口特征的提取能力;同时改进模型损失函数,引入EIoU损失函数代替原始CIoU损失函数,提高边界框回归精度。实验结果表明:改进后的模型在自制的多样化电动汽车充电口数据集上相较于原始YOLOv5算法在模型体积上减小了6.94 MB,检测精度提升到94.75%。同时与目前主流的检测算法对比,检测精度与检测速度也具有一定的优越性,适用于复杂背景环境下的电动汽车充电口的目标检测。

基于微服务的智能制造知识图谱平台架构

知识图谱在智能制造领域的应用已成为当前研究热点。为了解决现有智能制造知识图谱平台工具分散、架构耦合度较高的问题,提出一种基于微服务的智能制造知识图谱平台架构。智能制造是云制造的核心概念之一,主要适用于工业制造领域。智能制造知识图谱平台聚焦于制造领域数据与知识图谱技术的结合。在该架构设计中,平台包括知识图谱的构建、更新、应用三部分内容,可实现从结构化数据/非结构化数据到知识图谱应用的开发。该设计按照微服务划分原则并结合智能制造领域特点将知识图谱平台进行微服务划分,保证了平台的可用性和可扩展性。

玉米在蛋鸡饲粮中有效能值的测定及其净能预测模型的构建

本试验采用间接测热法结合套算法测定不同来源玉米在产蛋高峰期海兰褐蛋鸡饲粮中的有效能值并建立基于理化指标的玉米净能(NE)预测模型。选取54周龄体重为(1898.32±114.12)g、产蛋率为(90.74±1.31)%的海兰褐蛋鸡共72只,随机分为6个组(1个玉米-豆粕型基础饲粮组和5个玉米替代比例为30%的试验饲粮组),每组6个重复,每个重复2只鸡。试验鸡在舍内笼养,预试期10 d,正试期12 d,其中正试期分为3期,每期4 d(适应1 d,呼吸测热3 d)。每期试验中,从每组中选择4只试验鸡,称重后分别放入呼吸测热装置的12个代谢室(每个代谢室2只),每2个代谢室对应l种饲粮,间接测热和消化代谢试验同时进行。结果显示:1)5种玉米的表观代谢能(AME)分别为15.09、14.18、14.67、14.33和14.28 MJ/kg DM,NE分别为10.90、10.33、10.82、10.47和10.44 MJ/kg DM,NE/AME分别为72.17%、72.84%、73.71%、72.99%和73.11%。2)玉米的NE预测方程为NE=-0.001+0.57×AME+0.606×粗脂肪+0.088×粗纤维(R 2=0.987,P<0.01)。交叉验证显示本试验所得蛋鸡玉米的NE预测模型准确性较高,利用该模型可根据AME、粗脂肪和粗纤维含量预测玉米的NE。

不同能氮水平对反刍动物瘤胃发酵的影响

对于反刍动物营养代谢的研究,离不开对瘤胃发酵的研究和探讨。近年来,我国玉米、豆粕价格居高不下,通常又依赖进口,为避免人畜争粮,在节本增效的大环境下,研究人员都在寻求精准营养。饲粮的能量与蛋白质水平是反刍动物维持正常生理需求、保障瘤胃发酵的重点。挥发性脂肪酸是反刍动物瘤胃发酵的主要产物,也是动物体内能量代谢的重要物质,而瘤胃产生的微生物蛋白则为反刍动物提供了主要的蛋白质营养。因此,文章主要从两方面(能氮比、能氮同步释放)综述不同能氮水平对反刍动物瘤胃发酵的影响,以期为配制精准饲粮提供参考。

肉鸡玉米干酒糟及其可溶物有效能测定及净能预测模型构建

本试验通过间接测热法结合套算法测定爱拔益加(AA)肉鸡对不同玉米干酒糟及其可溶物(DDGS)原料的有效能值并建立基于营养成分含量的净能预测模型。选取24日龄体重为(1150±30)g的AA肉鸡60只,随机分为5个组(1个玉米-豆粕型基础饲粮组和4个玉米DDGS替代比例为20%的试验饲粮组),每组6个重复,每个重复2只鸡。试验周期为7 d,其中预试期3 d,27日龄时转入呼吸测热室适应1 d,28~31日龄为3 d正试期。结果表明:1)28~31日龄肉鸡对4种玉米DDGS原料的表观代谢能分别为16.05、18.73、18.73和18.36 MJ/kg DM,净能分别为12.52、15.18、14.74和12.86 MJ/kg DM,净能/表观代谢能分别为78.88%、80.86%、79.43%和69.08%。2)肉鸡玉米DDGS原料净能预测方程为:净能=12.455-0.359×粗脂肪+0.425×粗纤维(R2=0.999,P<0.01)。用交叉验证法验证常规营养成分含量的预测方程,预测值与实测值几乎接近且变异系数小,表明本研究建立的肉鸡玉米DDGS净能预测模型较为成功。

一个格里塞利综合征2型家系分析

目的探讨由RAB27A基因缺陷导致的格里塞利综合征2型(Griscelli syndrome type 2,GS2)的临床及免疫学特征。方法收集1家系2例GS2患儿组成的临床资料、生化检查及病理活检结果,采集头发显微镜检查,抽取外周静脉血进行免疫系统基因外显子阵列测序,桑格测序验证患儿及父母RAB27A基因突变位点,采用蛋白印迹法检测外周血单个核细胞RAB27A蛋白表达水平,采用流式细胞术进行CTL细胞及NK细胞毒性功能检测,健康对照为正常同龄儿童。结果2例患者为亲兄妹,生后均表现毛发色素减退合,均以反复发热、反复呼吸道感染合并噬血细胞性淋巴组织细胞增生症(HLH)为主要临床表现,妹妹伴全身弥漫靶形损害样皮疹。2例患者头发内均有不规则黑色素团块堆积,妹妹皮损组织病理示表皮基底层黑色素细胞不规则分布,RAB27A基因5号外显子发生c.377 delC纯合移码突变,其父母为近亲结婚,均为携带者,2例患儿RAB27A蛋白表达均明显降低,NK细胞及CTL的细胞毒功能均受损。2例患儿均未接受化疗及造血干细胞移植(HSCT),先后因HLH死亡。结论GS2的确诊依赖临床表现及基因检测,免疫功能检测亦有助于诊断,同种异体造血干细胞移植是目前根治GS2的唯一方法。

免疫出生缺陷的特殊识别线索:减毒活疫苗感染

原发性免疫缺陷病(primary immunodeficiency disease,PID),近年来又被称为免疫出生缺陷(inborn errors of immunity,IEI),是主要由单基因变异导致编码蛋白质功能异常的一组疾病,国际免疫学会联合专家委员会在2022年将IEI分为影响体液和细胞免疫的免疫缺陷、具有相关或综合特征的联合免疫缺陷、抗体为主缺陷、免疫失调疾病、先天性吞噬细胞数量或功能缺陷、先天免疫缺陷、自身炎症性疾病、补体缺陷、骨髓衰竭、先天性免疫错误表型十大类,共计485种疾病[1]。感染是该病的常见表现,而弱毒力机会感染和减毒活疫苗感染是其独特的识别线索。

基于无人机多光谱影像的花生氮高效种质资源筛选

氮素利用效率是影响作物产量建成的重要因素,筛选氮高效花生种质资源对于氮高效花生品种选育和机理研究至关重要。利用无人机多光谱影像快速获取花生生物量、氮素累积量,可为氮高效花生种质资源快速、精确鉴定带来新的契机。以22个大田种植的花生品种作为训练群体,利用多光谱无人机采集花生苗期多光谱影像,提取冠层反射率,然后通过构建11个植被指数对训练群体花生的生物量和氮素累积量进行准确测定;以与生物量、氮素累积量显著相关的植被指数为基础,采用逐步回归、K-邻近等算法构建了花生苗期氮效率相关反演模型,利用最优模型预测97个花生品种的生物量和氮累积量,并分析生物量、氮素累积量分别与花生产量的关系;此外,基于预测的苗期生物量、氮累积量分别对97个花生品种进行氮高效初步评价。结果表明,11个植被指数均与生物量、氮累积量显著相关。逐步回归模型估算生物量效果最好,模型验证的决定系数、均方根误差分别为0.63、2.76,为生物量反演最优模型;随机森林模型估算氮累积量效果最好,模型验证的决定系数、均方根误差分别为0.82、0.06,为氮累积量反演最优模型。利用模型预测的花生生物量、氮累积量,将97个花生品种分为氮高效、氮中效、氮低效3类。基于预测的花生生物量,筛选出GN001、GN007等15个氮高效品种;基于预测的花生氮累积量,筛选出GN018、GN037等18个氮高效品种。

吸附-包埋固定化微生物修复盐渍化石油污染土壤

为克服土壤中盐对微生物降解石油烃的不利影响,实验利用生物炭(BC)吸附石油烃降解菌后,再用海藻酸钠(SA)和聚乙烯醇(PVA)包埋,制备固定化微生物,用于修复盐渍化石油污染土壤。将制备的PVA-SA-BC固定化微生物(PSBB)用于石油无机盐液体培养基中及NaCl质量分数10 g/kg的石油污染土壤中,并考察其对石油烃降解率。研究结果表明:添加PVA能显著提高固定化载体的机械性能;吸附-包埋固定化能提高微生物耐盐能力,在无机盐液体培养基中,当NaCl质量浓度由20 g/L提升至40 g/L时,添加PSBB的石油烃降解率下降9.0%,降幅小于添加游离菌(下降13.5%)和添加BC固定化微生物(下降15.6%)的培养基。且添加PSBB的无机盐液体培养基中微生物浓度最高。经过120 d的土壤修复实验,PSBB组对石油烃的降解率达到61.5%,而游离菌(FB)组和BC固定化微生物(BCB)组的石油烃降解率分别为35.3%、45.9%,这表明添加PSBB对盐渍化石油污染土壤具有显著的修复效果。

SiO_(2)/g-C_(3)N_(4)复合材料的3D打印制备及对染料废水的处理性能

使用直写型3D打印的方式制备了高比表面积与多孔结构的SiO_(2)/g-C_(3)N_(4)复合气凝胶材料,并对材料的微观形貌、多孔结构进行了表征,测试了其对于模拟溶液中高浓度罗丹明B(RhB)的吸附及催化降解性能。研究结果表明,3D打印SiO_(2)块体气凝胶比表面积达482.1 m^(2)/g,具备孔隙体积为1.195 cm^(3)/g的纳米多孔结构,对RhB具有好的吸附性能。经g-C_(3)N_(4)修饰所得的SiO_(2)/g-C_(3)N_(4)复合气凝胶材料孔结构与比表面积变化不大,除仍保持较高的吸附性能外,在紫外光照下对RhB(100 mg/L)的去除率可达99%以上。经5次循环测试后SiO_(2)/g-C_(3)N_(4)复合气凝胶对RhB的去除率仍达92.98%,相比之下3D打印SiO_(2)气凝胶仅为55.75%。机理分析表明,复合材料中的g-C_(3)N_(4)可吸收光能并生成光生电子空穴对,其与H_(2)O和O_(2)作用产生氧化活性物质超氧自由基,最终均参与光催化氧化还原反应中对RhB大分子的催化氧化降解。3D打印结构具有的高比表面积实现了催化剂与RhB大分子较大的反应接触面积,提高了复合材料的光催化降解效率及循环稳定性。

基于“血实宜决之”辨治老年慢性失眠

“血实宜决之”出自《素问·阴阳应象大论》,意为通过针药并用祛邪逐瘀以治疗血瘀壅滞等血实之象。慢性失眠是老年人的常见病,瘀血内阻是老年慢性失眠的核心病机。临床治疗老年慢性失眠可遵循“血实宜决之”治则,以血府逐瘀汤为基础方,根据肝郁、痰火、阴虚、气虚、血虚等不同致瘀原因加减化裁,同时配合针刺、耳穴等疗法,以提高疗效。

miR⁃146a通过TGF⁃β1/SMAD通路调控脊柱结核进展的分子机制

目的探讨miR⁃146a/转化生长因子-β(transforming growth factor⁃β1,TGF⁃β1)/母亲抗肢瘫(small mother against decapentaplegic,SMAD)通路在脊柱结核进展中的调控机制。方法收集脊柱结核病人和正常病人髓核组织,验证miR⁃146a/TGF⁃β1/SMAD通路在结核髓核组织中的表达量;分离培养髓核细胞,敲低/过表达miR⁃146a,分别应用qPCR、Western blot、CCK⁃8、划痕实验验证miR⁃146a对TGF⁃β1/SMAD通路表达及髓核细胞增殖、迁移能力的影响。结果与正常病人比较,脊柱结核病人髓核细胞增殖及迁移能力显著减低,miR⁃146a在脊柱结核病人髓核组织中表达量显著减低,而脊柱结核病人髓核组织中SMAD同系物2(SMAD2)、SMAD同系物3(SMAD3)、SMAD同系物4(SMAD4)、TGF⁃β1基因表达增高,SMAD同系物7(SMAD7)表达减低,提示miR⁃146a与TGF⁃β1/SMAD通路活性显著负相关。过表达miR⁃146a可抑制SMAD2、SMAD3、SMAD4、TGF⁃β1和促进SMAD7表达,而敲低miR⁃146a可促进SMAD2、SMAD3、SMAD4、TGF⁃β1 mRNA和抑制SMAD7表达水平。细胞实验进一步证实过表达miR⁃146a可促进脊柱结核病人髓核细胞增殖和迁移能力,而敲低miR⁃146a可显著抑制其增殖和迁移能力。结论miR⁃146a是脊柱结核进展的关键调控因子,其可通过抑制TGF⁃β1/SMAD通路活性进而调控髓核细胞增殖及迁移活性。

科技金融与知识产权协同促进新质生产力发展研究

科技金融与知识产权协同发展,助力科技创新和产业创新,是发展新质生产力的现实要求。科技金融与知识产权具有政策工具特征的一致性、资源配置功能的相关性以及资本属性的契合性,构成了协同机制的基本逻辑。在发展新质生产力的目标下,这种协同机制转化为促进发展的作用机理,科技金融为新质生产力的发展提供资金支持,知识产权从法治的维度提供制度保障。在未来发展中,需要从政策层面进一步完善科技金融与知识产权的协同机制,包括建立科技金融与知识产权法律体系、创新科技金融与知识产权服务模式、完善知识产权价值评估体系等,以促进新质生产力的发展。

基于CiteSpace的中医药治疗围绝经期失眠研究文献可视化分析

目的分析近20年来中医药治疗围绝经期失眠的发展脉络、研究热点及前沿趋势。方法检索中国知识资源总库(CNKI)2003年1月1日-2023年4月30日中医药治疗围绝经期失眠相关文献,运用Citespace6.2.R3软件绘制知识图谱,并对作者、机构、关键词等进行可视化分析。结果共纳入文献1027篇,年度发文量总体呈上升趋势。该领域形成以李红、王丽等为代表的核心作者,以黑龙江中医药大学、广州中医药大学、成都中医药大学等为代表的核心机构,机构间合作不紧密,仅存在少数跨机构、跨地区之间的合作。关键词知识图谱显示,睡眠质量、针刺、数据挖掘是当前该领域的研究热点。结论当前国内中医药治疗围绝经期失眠研究热点集中在中医证型证素、临床经验、疗效观察、中医特色疗法等方面,睡眠质量、针刺、Meta分析、数据挖掘等成为今后研究前沿趋势。该领域具有良好的发展前景,但基础研究有待深入,作者、机构间的交流合作有待加强。

反复/连续湿热制备淀粉-脂质复合物及其性质分析

为了解决目前制备淀粉-脂质复合物存在的复合率低、工艺复杂、产生工业废液污染物等问题,本研究利用反复/连续交替湿热技术制备高复合率的高直链玉米淀粉-大豆卵磷脂复合物,并对优化的复合物进行结构、理化和预测血糖指数的测定。结果表明,通过单因素实验和正交试验确定最高复合率条件为:湿热处理温度140℃,连续湿热处理时间4 h,反复湿热处理6次,交替周期为2周期,得到复合率最大(59.05%)的淀粉-卵磷脂复合物。傅里叶红外光谱测定表明大豆卵磷脂特有的2个吸收峰(2710 cm-1和2680 cm-1)在复合物中未出现,验证了此改性技术成功地将大豆卵磷脂复合在淀粉的螺旋空腔中,通过X-射线衍射图谱观察到复合物在衍射角20°时衍射峰强度明显增加。此外,复合物冻融稳定性明显提升,预测血糖指数显著降低。结论:反复/连续交替湿热技术作为一种绿色安全、操作简单的物理改性技术,提高了淀粉-卵磷脂复合物的复合率,并显著降低了淀粉的预测血糖指数,为淀粉复合物的发展提供了新思路。

基于生成对抗网络和Mask R-CNN的苹果早期变质检测

[目的]提高苹果早期变质区的检测准确率。[方法]基于生成对抗网络和卷积神经网络技术的苹果变质区检测方法。利用Pix2PixHD模型生成包含采后早期变质区的贮藏苹果的近红外成像数据;使用Mask R-CNN模型对生成的近红外图像进行分割,以检测苹果中的变质区;在具有人工智能功能的低成本嵌入式系统上,利用生成的近红外成像数据,实施基于生成对抗网络和卷积神经网络技术的采后苹果的早期变质区域分割和预测。[结果]该方法对收获后苹果的早期变质检测平均准确率比其他9种方法高1.825%~10.435%;Pix2PixHD能以17帧/s的速度从RGB图像生成了可视近红外图像,Mask R-CNN能够以4.2帧/s的速度对苹果图像中的变质区域进行分割。[结论]研究提出的方法有望促进低成本食品质量控制器的开发。

爆炸冲击波作用下聚脲材料对肺冲击伤防护作用的数值模拟研究

肺冲击伤是爆炸后第一级冲击伤最常见的死因,进行有效防护是减轻伤情、提升救治效能的最优举措。聚脲材料作为躯体防具的研究尚在起步阶段,本研究通过有限元数值模拟探讨了冲击波作用下聚脲材料对肺脏的防护效应及其对冲击波的衰减特性。首先利用LS-DYNA软件模拟冲击波对穿戴防护材料的山羊胸部的直接损伤过程,然后通过实爆测压数据及肺大体伤情进行有效性验证,最后利用该冲击波防护后效应有限元计算模型完成聚脲材料对人员肺冲击伤防护效应的评估。结果表明:右肺朝向爆心时,冲击波肺损伤应力主要集中在右肺下叶,防护模型肺脏整体应力较小,肺所受负压所致肺过牵效应减弱;聚脲材料能够有效衰减到达皮肤和肺脏表面的超压峰值约58.8%,降低胸骨最大线速度约22.4%,且随冲击波压强的增大,衰减能力增强,从而有效降低肺冲击伤的发生率和严重程度。建立的人员防护效应计算机仿真评估模型为新型防护材料用于人员肺冲击伤的防护效能评估、防护后损伤程度预测提供了方法,具有重要的军事和社会意义。

溶聚丁苯橡胶/天然橡胶并用胶的性能研究

研究不同苯乙烯基和乙烯基含量的溶聚丁苯橡胶(SSBR)/天然橡胶(NR)并用胶的相容性、物理性能、动态性能和干地摩擦性能等。结果表明:中高苯乙烯基含量的SSBR与NR并用后,胶料的门尼粘度减小,硫化速率增大,加工性能提高,硫化胶的压缩生热降低,耐低温性能提高,但抗湿滑性能降低;随着SSBR与NR的溶解度参数差值的增大,SSBR与NR的相容性降低,SSBR/NR硫化胶的玻璃化转变温度变化率呈减小趋势;随着SSBR与NR的相容性提高,分散相NR对SSBR/NR硫化胶性能的影响程度增大,有利于降低硫化胶的压缩生热,提高耐磨性能,但硫化胶的干地摩擦因数明显减小。