Effects of Epidural Spinal Cord Stimulation and Treadmill Training on Locomotion Function and Ultrastructure of Spinal Cord Anterior Horn after Moderate Spinal Cord Injury in Rats

Objective:To investigate the effects of epidural spinal cord stimulation(ESCS) and treadmill training on the locomotion function and ultrastructure of spinal cord anterior horn after moderate spinal cord injury in rats.Method:Nine adult female Sprague-Dawley rats were randomly distributed into three groups:①spinal cord injury group(SI,n=3).②spinal cord injury plus ESCS group(SE,n=3).③spinal cord injury plus treadmill training group(TT,n=3).All rats received a moderate spinal cord injury surgery.Four weeks after surgery,rats in SE group received an electrode implantation procedure,with the electrode field covering spinal cord segments L2-S1.Four weeks after electrode implantation,rats received subthreshold ESCS for 30 min/d.Rats in TT group received 4cm/s treadmill training for 30min/d.Rats in SI group received no intervention,as a control group.All procedures in these three groups lasted four weeks.The open field Basso,Beattie and Bresnahan(BBB) scale was used before and after intervention to evaluate rats' hindlimb motor function.Result:After four weeks intervention,rats in TT group improved their open field locomotion scores to 20.In contrast,no significant improvement was observed in groups SI and SE.The morphology of synapses and neurons were similar regardless of whether rats had undergone ESCS,treadmill training or not.Conclusion:ESCS alone was not sufficient to improve the walking ability of spinal cord injured rats.ESCS or treadmill training alone might not contribute to the changes of ultrastructure in anterior horn of spinal cord that underlie the recovery of walking ability.Further research is needed to understand the contributions of combination of ESCS and treadmill training to the rehabilitation of spinal cord injured rats.

下肢康复外骨骼的造型与结构优化设计研究

为了满足下肢康复外骨骼造型美观化与结构轻量化的双重要求,提出一种造型设计与结构优化互补的综合设计方法。运用感性工学理论和设计美学原则,归纳出下肢康复外骨骼造型设计的一般特征,并应用于下肢康复外骨骼的造型设计中,然后采用7点标度的语义差异量表挑选造型方案。为了验证造型方案结构的合理性,利用SolidWorks软件对优选方案进行三维建模和有限元分析,同时在不改变优选方案造型轮廓美观性的基础上,使用拓扑优化方法对其进行轻量化设计。最终设计得到的造型方案不论是在造型美观性方面还是结构性能方面都比较突出,表明了该方法的有效性。

一种无源髋关节助力外骨骼设计与人机工程研究

本文设计了一种无源髋关节四自由度助力外骨骼,既帮助搬运人员减少髋关节受力,又增加髋关节外展/内收的活动范围。首先对搬运姿势进行生物力学分析,然后提出外骨骼方案,选择省力材料。再通过ADAMS动力学仿真分析髋关节所受力矩的变化,验证3种材料的省力程度;接着静力学分析3种弹性杆材料的强度;再研究较小工况下装置省力程度;最后运用CATIA人机工学模块分析髋关节二、四自由度搬运姿势时人体的舒适度。仿真结果表明了本文设计的外骨骼装置有突出的省力效果,所选材料的省力范围为搬运5~25 kg重物时省力约63%,同时又有较高的舒适度,为后续外骨骼研究提供有效方案。

基于CDIO教育理念的机器人工程专业人才培养模式探索

机器人工程专业是在目前新工科背景下应用而生的新型应用型专业,从CDIO教育理念的角度,将学生学习的主动性作为出发点,并对机器人工程专业人才需求进行了分析,结合行业需求以及人才需求,对机器人工程专业人才培养模式进行了探究,在掌握基础专业知识的前提下,从项目实践中进一步促进学生自主学习能力、创新能力,激发学生的学习兴趣,从而培养更具有行业竞争力的创新型人才。

新工科背景下机器人工程专业教学模式探索

随着我国智能制造业的快速发展,机器人产业也快速增长,社会急需大量的机器人工程专业人才,机器人学科作为一门新工科,其相关专业的人才培养模式还在不断摸索中。传统的教学模式已不能满足新工科的内涵和发展要求。因此,本文以产业需求为导向,分析了当前机器人工程专业在人才培养过程中存在的问题,并结合自身的实践项目和教学经验,为高校机器人工程专业人才培养提出建议。

学科交叉人才培养途径的探索与实践——以机器人学科为例

随着科技的快速发展和新兴学科的不断涌现,未来科技的发展越来越需要复合型的创新人才。因此,培养学科交叉型人才已成为研究生教育的重要内容之一,本文分析了机器人学科的特点与优势,从研究生导师、学生、政策以及培养模式等几个方面着手,对研究生学科交叉型人才培养途径进行了详细的探讨,为高校学科交叉型人才培养提供参考与建议。

项目式教学在工业设计专业解决实际问题中的实践

为了提高工业设计专业学生解决工程实际问题的能力,引入项目式教学,将三维设计软件与3D打印技术相结合,提高学生的三维建模能力,设计创新能力。通过实际项目的基础上,将设计方案用Rhino软件或者Solidwork工程软件进行建模,并利用3D打印技术快速成型,将设计概念产品化。在实际项目中培养学生的三维软件建模能力以及机械装配相关知识技能。为培养综合实践能力强,富有创新思维的工业设计师,提供一定的指导作用。