基于AIGC协同工业设计流程的气道廓清辅具设计研究与实践

目的设计领域引入蓬勃发展的AIGC技术以期提高效率,在此基础上结合大数据技术和双钻模型,以提高AIGC应用于复杂产品工业设计的质量。方法提出了一种AIGC协同的“1+2”钻工业设计流程模型,通过三次发散、三次收敛来提高AIGC协同工业设计的流程效率与方案质量。首先,在ChatGPT和Python大数据爬取辅助下发散需求问题,在Python高频词分析、竞品分析、专家评审下收敛设计目标;其次,运用Midjourney的Stop参数模糊生图进行创意发散,通过对项目人员问卷调查收敛设计方向;最后,联合使用DALL·E、StableDiffusion和Midjourney发散设计细节,通过焦点小组收敛以确定最终方案并建模渲染。结果实现全面、专业、准确的长期卧床老人气道廓清的需求分析,且辅具设计方案的在用户友好程度、造型美观度、技术可行性和功能可用性方面获得了设计与工程双方专业人员的认可。结论AIGC、大数据与传统工业设计方法相结合的“1+2”钻设计流程,能够通过人工控制AIGC的参考内容、处理AIGC的生成内容,以及阶段性专家评估有效地提升AIGC协同的工业设计方案质量,为规范化的AIGC协同工业设计流程提供思路。

机器人安全性研究现状及发展趋势

随着机器人逐渐应用于生产生活的各个领域,安全性也成为了机器人研究的重要方向之一。根据安全性研究目标对象的不同,分别从机器人自身安全性和交互安全性两方面概述了国内外研究现状,分析了机械结构与控制算法对提高机器人安全性所起到的作用。在此基础上,分析了目前研究还存在结构设计过于传统、对突发情况判断能力较弱、复杂条件下控制柔顺性不足等问题,限制了机器人的推广应用。指出了机器人安全性的研究正向着刚柔混合一体化机构、准确快速的环境判断、良好的柔顺控制的方向发展。

基于混合地图的护理机器人室内导航方法

护理机器人在室内三维结构化环境下进行导航时,面临着三维建图计算量大且地图中缺乏语义信息的缺点。提出了基于点和平面特征的混合地图构建方法,结合点和平面在地图构建中的优势,并基于该混合地图搭建室内导航系统。首先,快速地提取特征点和特征平面,使用解释树的方法进行数据关联,并使用平滑建图工具构建因子图,进行机器人位姿和路标的联合优化,改进并更新混合地图。然后,搭建室内导航系统,实现了三维障碍物检测、路径规划与运动控制。最后,在走廊环境下进行了室内导航实验,并以由激光雷达构建的二维栅格地图为参考,分析了地图构建效果和机器人定位精度,证明了基于混合地图的室内导航系统在室内结构化环境下的优势。

利用示教学习的移动机械臂轨迹避障算法

为了提高服务机器人的环境适应性和减轻操作者的控制负担,本文提出了一种利用示教学习的轨迹修正算法。利用动态动作基元模型,生成与示教轨迹形状相似的新轨迹。进而提出改进的距离加权k-近邻算法,实现移动机械臂末端轨迹形状的局部修正。本文设计了避免相邻有效训练数据丢失的在线更新方法,并在人机交互系统上进行避障和实时性测试。实验结果证明了本文提出的轨迹避障算法具有对新任务的适应能力,不同场景下的避障决策能力和在线修正能力,从而保证友好、流畅的人机交互过程。

改良补救黏膜瓣在神经内镜经鼻蝶入路切除垂体腺瘤手术中的效果及安全性

目的 探讨改良补救鼻中隔黏膜瓣在神经内镜经鼻蝶入路切除垂体腺瘤手术中的效果及安全性。方法 回顾性分析2021年1—6月期间在中国科学技术大学附属第一医院(安徽省立医院)神经外科接受神经内镜经鼻蝶入路手术切除的28例垂体腺瘤患者,按照随机数字表法分成研究组(改良补救鼻中隔黏膜瓣组)和对照组(经典鼻中隔转移黏膜瓣组)。研究组15例,手术初期制作改良补救鼻中隔黏膜瓣,如术毕未发生脑脊液漏,则将黏膜瓣复位,如发生脑脊液漏,则制作鼻中隔鼻底黏膜瓣,进行鞍底重建;对照组13例,手术初期制作经典鼻中隔转移黏膜瓣,术毕无论是否发生脑脊液漏,均进行黏膜瓣鞍底重建。比较2组之间在磨除鞍底前耗时、术中脑脊液漏修补成功率、术后嗅觉功能、肿瘤全切除率等指标之间的差异。结果 磨除鞍底前耗时:研究组16~35(23.47±6.06)min;对照组25~45(37.62±4.84)min, 2组比较,P<0.05。术中脑脊液漏修补成功率:研究组术中发生脑脊液漏率26.67%,对照组术中发生脑脊液漏率23.08%,2组比较,P>0.05,均成功修补。术后嗅觉功能:研究组15例患者术后嗅觉均正常;对照组13例患者中,6例术后嗅觉功能障碍(P<0.05)。肿瘤全切除率:研究组肿瘤全切除率为86.67%,对照组肿瘤全切除率为92.31%,2组比较,P>0.05。围术期无重大并发症,随访期无死亡病例。结论 在神经内镜经鼻蝶入路切除垂体腺瘤手术中,应用改良补救鼻中隔黏膜瓣技术,可明显缩短手术时间、有效保护患者嗅觉功能、改善鼻腔舒适度,且不影响术中脑脊液漏修补成功率和肿瘤全切除率。

基于模仿学习的眼底手术行为机器人复现

针对现有眼底手术专家紧缺的问题,提出了一种获取与学习医生眼底手术操作技能的方法。首先,基于深度相机构建了手术操作行为采集平台,对手术操作轨迹进行采集;其次,依据医生在不同手术阶段的操作意图,基于隐马尔可夫模型,实现了对医生操作技能的分割与表征;再次,基于模仿学习算法设计了医生手术操作学习方法,并进一步实现了对医生手术操作的复现;最后借助睿尔曼RM65-B机器人对相关方法进行了实验验证。结果显示,本文的眼底手术行为模仿学习方法可有效实现手术操作技能的表征与学习,并指导机器人完成相关手术操作。

Analysis and comparison of three leg models for bionic locust robot based on landing buffering performance

Good landing buffering performance can reduce impact and vibration for the bionic locust jumping robot; thus, a landing buffer is important in evaluating the motion performance of the bionic locust robot. In particular, the legs of the robot are the main structures that realize the buffer; thus, its structure affects buffering performance. Three typical leg structure models are established based on the physiological analysis of the locust leg and research status, namely, bionic leg, multi-constraint leg, and arc legs. Kinematic and force analyses are conducted for these types of legs. Particularly, flexible deformation of leg link is considered in the analysis to describe the movement process accurately. In order to compare the buffering performance of these types of legs quantitatively, the performance indices with maximum buffering distance, the energy absorption capability, and the mechanical property are presented. Based on the performance indices, the structure parameters are analyzed and optimized. The buffering performance of the three leg structures is compared with the comprehensive performance of different structures in each best state. This study offers a quantitative analysis and comparison for different legs of bionic locust jumping robot based on landing buffering performance. Furthermore, a theoretical basis for future research and engineering applications is established.

骨折复位及畸形矫正机器人的轨迹规划研究进展

骨折复位及畸形矫正机器人对于人体肢体功能的重建具有积极的意义,其轨迹规划的质量直接影响着术后的效果和机器人的实用性,然而目前系统的轨迹规划研究分析较少。简述了骨折复位及畸形矫正机器人国内外发展现状,分析了断骨复位、重建轨迹规划的关键技术和共性问题,从轨迹规划的发展历程、分类以及求解方法三个方面对骨折复位及畸形矫正机器人的轨迹规划研究进展和关键技术进行了综述,并就目前存在的问题和未来发展趋势进行了总结分析,以期为骨折复位及畸形矫正机器人的轨迹规划提供参考和建议,具有积极的研究意义。

耳穴压豆联合大柴胡汤加减治疗腹腔镜胆囊切除术患者的疗效研究

目的:探究耳穴压豆联合大柴胡汤加减治疗腹腔镜胆囊切除术后患者的疗效。方法:选取本院2020年1月—2022年1月收治的经腹腔镜胆囊切除术后患者45例,按照随机数字表法分为研究组23例、对照组22例。对照组予以耳穴压豆治疗,研究组予以耳穴压豆联合大柴胡汤加减治疗,比较两组临床疗效,胃肠功能恢复指标(肠鸣音恢复、首次排便、排气时间、饮食恢复时间)及生活质量。结果:研究组治疗总有效率为95.65%,高于对照组的72.73%(P<0.05);研究组肠鸣音恢复、首次排便、排气时间、饮食恢复时间短于对照组(P<0.05);研究组生理功能、行为能力、社会能力、心理功能评分高于对照组(P<0.05)。结论:耳穴压豆联合大柴胡汤加减治疗腹腔镜胆囊切除术后患者的疗效良好,可改善患者临床症状及胃肠功能影响,提高患者生活质量。