软体机器人在康复训练领域的应用

针对传统的刚性机器人存在适应性差、灵活性低、操作和携带不便等问题,介绍了软体机器人在康复训练领域的应用前景。首先,依据软体机器人的来源,对其所使用的材料、驱动技术、传感和控制等关键技术进行介绍和分析;其次,归纳目前软体机器人在人体不同部位执行康复训练任务的研究和应用现状;再次,从材料、结构和控制等方面介绍了康复训练软体机器人所面临的问题;最后,对康复训练软体机器人的未来发展和应用进行展望,以期为康复训练软体机器人的后续研究提供参考。

基于TRIZ理论的采茧机器人创新设计

针对采茧机采茧质量差、效率低等问题,基于TRIZ理论设计一种采茧机器人。采用九屏幕分析法、组件分析法和因果轴分析法,得出采茧机效率低、质量差等问题的根本原因:存在下茧、适应性不足、顶杆维修效率低等;运用技术矛盾法、物理矛盾法和物—场模型法对采茧机存在的问题进行求解,创新设计执行器、姿态转换器、仿形压头及剔茧装置等关键部件,并结合实际工况完成采茧机器人的整机设计。利用有限元仿真软件,进行顶杆与仿形压头采茧试验,分析蚕茧的变形和动力学响应,结果表明:采用仿形压头采茧,蚕茧总变形最大值减少96%,等效应力最大值减少91.7%,等效弹性应变最大值减少88.2%。

美日科学城创办的实践及对中国科创中心建设的启示——基于三重螺旋和创新生态系统视角的分析

党的二十大报告中提及:“加快建设世界重要人才中心和创新高地,促进人才区域合理布局和协调发展,着力形成人才国际竞争的比较优势”“以海纳百川的宽阔胸襟借鉴吸收人类一切优秀文明成果,推动建设更加美好的世界。”那么,如何加快建设适应中国式现代化发展进程的人才中心与创新高地?这其中,该有着怎样可能的建设途径?能否更有效借鉴吸收像美日等发达国家在相应人才中心和创新高地建设方面的已有成果经验?鉴于这些考虑,本文先回顾了三重螺旋理论的来源、文献梳理及实践应用,接着回顾了创新生态系统理论的组成要义、作用机理,从而建立了结合三重螺旋理论的创新生态系统模型图。基于此,进而以硅谷、筑波为例,从创新核心层和创新支撑层深入探究这一独特、高效且持续引领创新发展的国外著名科学城建构过程和机理,进一步分析中国科技创新中心建设实践中所存在的一些问题、困境或障碍,并给出了一些相应的引领性建议和可能性借鉴。

人工智能类开放型实验教学探究

人工智能学科具有专业融合度高、算法抽象等特点,该类课程教学不仅需要理论指导,更需要实操练习。针对原有实验教学重理论、轻实践的现状,提出人工智能类开放型实验教学,从教学内容、教学途径、教学资源、教学评价及实验平台建设等方面进行探讨,统筹设计实施方案,培养学生创新能力及综合素质。通过多样化教学,提高教学质量。

纳米淀粉流体提高原油采收率

为了进一步促进纳米驱油技术在低渗透油藏中的高效应用,亟需开发新型的纳米驱油产品。纳米淀粉颗粒作为一种环境友好型的材料,分布广、价格相对低廉、性能优异,具备大幅度提高采收率的潜力。通过室内静态实验、岩心驱替实验、微观可视化实验、CT扫描实验等手段,从纳米淀粉流体的基本物性、提高驱油效果、扩大波及体积等方面研究了其提高采收率的过程和机理。研究结果表明,质量浓度为5000 mg/L的纳米淀粉流体因其亲水性和较小的粒径(30 nm)可改变水分子的赋存状态,使水相变温度从102℃升高至110℃,使得岩石表面的润湿接触角从78°降至34.2°,使油水界面张力从20 mN/m降至0.56 mN/m,注入压力下降39.6%。在微观可视化模型中,纳米淀粉流体可以明显降低多孔介质中的含油饱和度,特别是多孔介质固体表面的油膜量明显减少,提高驱油效果明显。在低渗透岩心中,纳米淀粉溶液的驱替前沿更加均匀,与水驱相比具有更大的波及体积。由于较大的波及体积、较高的驱油效率以及良好的润湿性等,注入0.4 PV质量浓度为5000 mg/L的纳米淀粉流体后,低渗透岩心的采收率增幅达21百分点。研究结果可为低渗透油藏的提高采收率提供一种新的技术参考。

基于深度神经网络的电厂跑冒滴漏智能识别方法研究

电厂设备复杂,容易发生跑冒滴漏问题,人工巡检存在发现滞后、人为疏忽、不能实时传达异常情况等问题。基于深度学习卷积神经网络、迁移学习和小样本学习技术,设计电厂异常状态智能识别报警系统,利用深度学习模型检测监控系统捕获的现场图片,识别常见的设备跑冒滴漏现象,准确并且及时地发出警告,以此提高电厂的安全监管和对意外事故的应急能力。采用相对成熟的YOLOv5作为目标检测网络基础框架,针对跑冒滴漏数据稀少问题,对网络结构进行优化并采用迁移学习与小样本学习方法来提高网络识别精度。结果表明,基于深度学习卷积神经网络的电厂异常状态智能识别报警系统,能够保持电厂异常状态识别的准确性和实时性。该系统可以实现自主全天候智能检测,及时推送报警信息,减少利用人力关注监控设备排查异常状态可能发生的疏漏,降低电厂运行维护成本,提高电厂的安全监管与对意外事故的应急能力。

基于改进YOLOv5算法的水淹电厂检测算法研究

为能实现对电厂水淹或设备漏水等现象快速、准确的检测与识别,通过利用区域上下文信息补充特征信息,采用改进的多尺度检测部分融合浅层的位置信息,提出了一种基于改进YOLOv5的水淹电厂图像检测算法;此外,针对水淹电厂现象构建一个电厂设备的水渍渗漏数据集并使用了数据增强策略;经实验测试表明,算法在检测效果上提升明显,相比于基于原始YOLOv5算法的水淹电厂模型的平均精度均值mAP提升了5.24%,满足了工程实际需求,具有较高的实用性。

下肢外骨骼机器人动力学及自抗扰控制研究

为增强下肢障碍人群在被动训练阶段,使用下肢康复外骨骼时的轨迹跟踪控制精度及系统的抗干扰性,设计了自抗扰控制(Active disturbance rejection control,ADRC)策略,可将未建模部分和外部不确定性干扰视作总扰动,并设计了补偿环节进行补偿以抑制干扰的影响。根据下肢外骨骼机器人的结构推导出了动力学方程,并根据方程设计了自抗扰控制器的各个环节。最后通过MATLAB/Simulink仿真来观察所设计控制器的效果,并与传统PID方法进行对比,验证了所设计的ADRC控制方案具有更高的控制精度和更好的抗干扰性能。

微纳米气泡与普通气泡曝气性能对比

基于超声微纳米气泡(MNBs)制备技术产生的微纳米气泡,研究微纳米气泡与普通曝气产生的传统大气泡曝气性能。经实验测试,结果表明MNBs气泡稳定性、持续性较普通曝气明显较好,MNBs氧体积传质系数为普通曝气气泡的4.11倍,充氧动力效率高于为普通曝气的3.30倍。对比分析,微纳米曝气氧传质效率、氧利用率均远高于普通曝气;在相同的曝气强度下,MNBs迅速提高水体中的DO浓度,MNBs有良好的溶氧保持能力,停止曝气后DO浓度回到初始状态,普通气泡曝气水箱中DO浓度在1 h降低至5.82 mg·L^(-1),微纳米气泡水中DO浓度24h降至5.77 mg·L^(-1);普通曝气广泛应用于水环境治理,了解微纳米曝气性能差异研究成果为提升水环境治理效能提供理论和技术参考。

致密油藏化能自养微生物生长规律及其氧化活性研究

为了探明致密油藏化能自养微生物利用催化岩石耗氧功能辅助空气驱提高采收率的机理,针对注气开发致密油藏注氧安全问题,开展了对致密油藏化能自养氧化亚铁硫杆菌的富集筛选,并探究了氧化亚铁硫杆菌的生长规律以及其作用氧化矿物中亚铁、硫以及其生物活性等效能,结果表明:1)高生物量活性的氧化亚铁硫杆菌可生长代谢产生酸性环境(pH值小于2),从而加速了矿物中亚铁和硫的氧化还原;2)反应体系中亚铁氧化率达到91%,硫氧化率为57.8%;3)岩石矿物质亚铁和硫的氧化活性与微生物的生物活性成正相关关系;4)油藏化能自养微生物通过催化矿物中亚铁氧化耗氧,介导硫氧化还原产生SO_(4)^(2-),促使体系pH值下降,酸性环境利于矿物溶蚀分解,进而加速微生物催化岩石耗氧或矿化速率,达到耗氧增渗驱油目的。该研究成果,对化能自养微生物强化减氧空气复合驱技术现场应用提供指导意义。

智能化发展的共同富裕效应——基于增长效率与分配公平的并存协同性研究

通过构建一个同时包括智能化发展、增长效率与分配公平的理论模型,从理论上分析智能化发展进程中能否实现增长效率与分配公平的并存协同,并利用2003—2017年的省级面板数据,采用双向固定、联立方程等模型进行实证检验。研究发现:当智能化水平发展至一定程度以及实行增长效率与分配公平协调并重的分配制度时,智能化发展能够实现增长效率与分配公平的并存协同,提出了以“提速度与降高度”为核心的系列政策建议,以期在智能化发展下早日实现增长效率与分配公平的并存协同。

迈步式自移机尾的运动规划及液压控制系统设计

为适应现代煤矿安全高效快速掘进的发展需要,研发了迈步式自移机尾。对迈步式自移机尾的运动进行了规划,采用调高液压缸、推移液压缸、侧移液压缸实现其调高、前移、侧移、调平和调偏。完成了迈步式自移机尾的液压控制系统设计,以高压乳化液为工作动力,选用BRW125系列乳化液泵和XR125/10型乳化液箱组成乳化液泵站系统。每个液压缸都装有液压锁,确保迈步式自移机尾不会因自重自行滑落。迈步式自移机尾结构合理、适用性强,液压控制系统具备就地、遥控、远控3种模式,提高了其使用安全性能和煤矿开采效率。

基于深度学习的奶牛乳头检测方法研究

为提高奶牛乳头目标检测的精度和速度,在YOLOv5算法中引入卷积注意力机制(Convolutional Block Attention Module,CBAM)和轻量级卷积模块(Ghost module),提出一种改进的CG-YOLOv5目标识别算法。改进的方法:首先,引入CBAM注意力机制,用于学习和提取奶牛乳头目标图像相关特征;其次,通过Ghost模块轻量化C3骨干网络,减少参数和计算量;最后,采用EIoU(Efficient iou)损失函数替换CIoU(Complete iou)的方法,以提高模型的回归精度和收敛速度。试验结果表明:改进的CG-YOLOv5目标识别算法在奶牛乳头数据集上表现出色,平均检测精度达到92%,检查帧率达到33.6,相较于原YOLOv5算法分别提高4%和16%。该算法在检测精度和速度上均优于原YOLOv5算法,验证了提出的CG-YOLOv5算法在奶牛乳头实时检测等场景的适用性。

晶圆键合设备对准和传送机构研究综述

随着微机电系统和3D集成封装的快速发展,多功能高性能器件、小体积低功耗器件、耐高温耐高压器件以及小型化高集成度器件是目前封装领域研究的重点。晶圆键合设备对于这些高性能、多功能、小型化、耐高温、耐高压、低功耗的集成封装器件的量产起着至关重要的作用,因此对晶圆键合设备及其对准机构和传送机构的研究也十分重要。介绍了常用的晶圆键合设备与晶圆键合工艺、对准机构和传送机构的工作原理以及主要的晶圆键合设备厂商现状,同时对晶圆键合设备对准和传送机构的发展趋势进行展望,其未来将朝着高精度、高对准速度、高吸附度和高可靠性的方向发展。

下肢助残训练机器人设计与仿真分析

针对下肢瘫痪的患者由于肌肉萎缩等原因,需要通过自行锻炼肌肉恢复健康的问题,提出一种可穿戴的下肢助残训练机器人的设计方案,该方案通过机械装置辅助患者下肢的髋、膝、踝等关节部位的训练。基于市场调研与国内外研究现状,并参考亚洲人下肢的身体尺寸,设计了下肢助残训练机器人用于患者的康复训练,并利用仿真分析软件进行仿真分析,得到了该机器人模型主要关节的运动学参数与静力学参数。研究结果表明:该下肢助残训练机器人结构设计具有较高的可行性,可实现患者下肢肌肉康复。

羞耻感与“第二性”——艾丽丝·门罗小说女性形象新论

长期以来,对加拿大作家艾丽丝·门罗小说中女性形象的解读,大多从身份与主体、精神创伤、人物塑造等方面入手来阐明女性作为“第二性”所面临的困境及女性自我意识的觉醒,较少对文本当中屡见不鲜的非理性情感的参与进行阐释。这便会遮蔽情感,尤其是遮蔽羞耻感作为关键因素在塑造主体的自我意识和助推情节方面所蕴含的巨大能动性。因此,本文主要选取《办公室》、《洗礼》和《亚孟森》三篇小说,以门罗女性叙事的纵向发展为线,在总览“第二性”们寻求自我突破的过程中,聚焦剖析门罗笔下女性人物的羞耻感。也就是说,性别化的羞耻感叙事不仅暴露出女性所受到的异化凝视,揭示了依附心理对女性造成的情感创伤,同时,女性对羞耻感的反抗还展露出她们追求自我的意识觉醒。

血清FGF23、Klotho蛋白与维持性血液透析患者心脏瓣膜钙化的相关性

目的探讨血清成纤维细胞生长因子23(fibroblast growth factor-23,FGF23)、Klotho蛋白水平与维持性血液透析(maintenance hemodialysis,MHD)患者心脏瓣膜钙化(cardiac valve calcification,CVC)的相关性。方法选取2022年1月至2023年1月期间复旦大学附属金山医院血液净化中心MHD患者169例,采用心脏超声检查患者CVC情况。结果169例MHD患者中CVC者共111例,占65.68%。与非CVC组相比,CVC组FGF23、β2微球蛋白、B型脑钠肽(brain natriuretic peptide,BNP)水平、年龄、男性占比显著高,Klotho、透前肌酐、血红蛋白、血浆白蛋白、iPTH水平显著低(均P<0.05)。Pearson/Spearman相关系数分析提示FGF23、年龄、男性、β2微球蛋白、BNP与CVC正相关(r=0.20、0.41、0.15、0.28、0.12),Klotho、透前肌酐、血红蛋白、血浆白蛋白、iPTH与CVC负相关(r=﹣0.16、﹣0.17、﹣0.16、﹣0.17、﹣0.16)。非条件二元logistic回归分析显示FGF23、Klotho、年龄、β2微球蛋白是MHD患者CVC的独立影响因素(P<0.05)。结论MHD患者易发生CVC,血清FGF23水平与CVC正相关,Klotho蛋白水平与CVC负相关,FGF23、Klotho、年龄、β2微球蛋白是MHD患者CVC的独立影响因素。

晶圆键合设备中的加热盘设计

介绍了晶圆键合设备的加热盘,试验分析了该机构对晶圆键合质量的影响。结果表明,优化后的加热盘显著提升了晶圆键合的温度均匀性和稳定性,进而提升了键合质量和效率。研究增进了对加热盘设计在晶圆键合设备中应用效果的理解,为提高晶圆键合质量、推动技术创新提供了理论支撑和实践指导。

变速箱液压阀体性能分析与常见故障模式

阀体作为自动变速箱的核心零部件,其性能好坏直接影响到汽车的行驶质量。文章以GF6自动变速箱液压系统为例,详细介绍了阀体的压力和泄漏量两项性能指标的计算方法,并通过实际故障案例,说明了如何利用这两项指标来分析常见的变速箱液压系统问题。文章为自动变速箱的阀体设计和阀体故障分析提供指导和参考。

基于四重螺旋的关键核心技术攻关途径研究——以中国长征系列运载火箭创新发展为例

本文采用探索性单案例的研究方法,选择中国长征系列运载火箭作为案例研究对象,运用四重螺旋理论分析长征火箭在研发期、导入期、成长期和成熟期各创新主体之间的作用演化机制,旨在回答为什么长征火箭相关技术能够走到世界前列,以及如何实现技术赶超。研究发现:首先,长征火箭能够实现技术赶超的原因是多方面的,包括党和政府的统一领导、坚持自主创新、组建全国协作网络、广泛聚集人才等;其次,通过对长征火箭技术的研发过程以及火箭产品的市场化过程分析,其技术创新组织方式是权变的;再次,提出关键核心技术攻关的动态四重螺旋模型,即建立以政府为主导的产前研发同盟→建立用户参与的技术更新体系→形成企业与高校的双轮驱动格局→形成官产学公联动机制;最后,对公众在四螺旋创新创业过程中的促进作用展开了深入分析。研究结果为揭示长征火箭能够持续取得技术突破提供战略纵深思考,也为其他关键核心技术攻关提供有益借鉴和管理启示。