同面多电极电容传感器的仿真与试验研究

针对非金属材料表面下异常或损伤的检测,提出一个同面8电极电容传感器。采用二维有限元法对该传感器的电势分布、灵敏度分布、电容测量及材料内部发生异常改变时的电容变化进行了仿真计算,用一种工程塑料作为样本,对同面多电级电容传感器用于检测非金属材料表面下的损伤或异常的可行性和有效性进行了试验研究。用主元分析方法对仿真计算的电容值和实测的电容值进行了异常识别,主元分析方法能很好地识别出非金属材料表面下的异常或损伤。仿真和初步的试验结果表明,当非金属材料表面下发生异常变化或损伤时,与材料的健康状态相比,测得的电容值减小了;用同面多电极电容传感器能有效的检测出非金属材料表面下的异常或损伤,该方法可用于实际的非金属材料表面下异常检测和健康状态监测。

用于电阻抗谱测量的脉冲式方法的研究

为了将电阻抗谱应用于复合材料构件的异常检测,针对被测对象电阻抗谱的测量,提出一种不同于传统扫频方式的脉冲式方法。采用软/硬件协同设计方法设计并实现基于现场可编程门阵列(Field programmable gate array,FPGA)的脉冲式检测系统。该系统能产生频率和脉宽可调的方波脉冲作为敏感电极的激励信号,基于FPGA芯片实现了一种能对瞬态响应电流曲线进行高速采集的步进采样方法,对采集到的电流曲线作进一步的处理以获得被测对象的电阻抗谱。为了验证脉冲式检测系统用于电阻抗谱测量的可行性和有效性,对Randles单元模型及双弛豫时间等效电路模型电阻抗谱的测量进行试验研究,并与理论计算得到的电阻抗谱进行了对比分析。初步的试验结果表明,脉冲式检测系统能有效地提取被测对象的电阻抗谱信息,所提出的方法用于测量被测对象的电阻抗谱是可行的和有效的。

自动显微注射过程中图像分割的实现

自动显微细胞注射能克服人工注射时间长,易疲劳的缺点,为解决卵胞浆内自动单精子注射过程中细胞和针尖定位问题,通过基于YOLOv3神经网络和水平集相结合的方法,分割卵细胞和注射针,进而定位注射针的针尖。对比实验证明了方法能够解决传统水平集难以分割细胞和注射针的问题,完整分割出显微注射过程中发生形变的细胞,以及实现细胞内针尖的定位,且误差较其他算法小。

手术机器人结合5G在运动医学中的应用研究

目的:分析手术机器人结合5G在运动医学中的应用。方法:以运动医学常见的前交叉韧带(ACL)重建术为例,分析手术机器人在其中的运用,以及5G与运动医学手术机器人的结合。结果:ACL重建术在手术机器人辅助情况下可提高精准性和可重复性,降低学习曲线。结合5G和人工智能可以完成高效数据传输与计算,便于远程应用与手术实施。结论:应用5G和人工智能的手术机器人在运动医学手术中能够提高操作精准性,在临床应用与推广中具有发展前景。