基于骨架的气动软体仿人手指制造与实验探究

针对软体机械手指存在弯曲角度小或抓取长度不可变等问题,设计出一种新颖的骨架软体仿人手指。该手指通过在驱动器内部嵌入伸缩骨架并在骨架上设置气道,解决了驱动器伸长时需要保持高刚度和气管连接处气密性薄弱的问题。嵌入刚性骨架并没有破坏软体仿人手指的柔顺性,反而提高了手指的刚度和弯曲位置的控制精度。文中介绍了基于骨架的气动软体仿人手指的详细制备过程并对制备好的手指进行了弯曲、伸长、指尖压力和抓取等实验。实验结果表明,该仿人手指在抓取领域具有良好的应用前景。

基于手指骨架提取的手形识别方法

针对使用非接触式手形采集仪采集手形时,手掌图像的指根处轮廓会因手掌张开幅度不同而出现不同程度的变形,增加手形精确定位和手形识别的难度这一问题,提出一种不受指根处轮廓变形影响的手形识别算法。该算法首先提取出细化的手指骨架,其次拟合手指骨架并定位手指中线,然后提取与指根部无关的指形特征,最后,计算注册样本与待识别样本的差异特征统计值并进行判别决策。研究结果表明:本文提出的手形识别算法对指根处轮廓变形有着较强的鲁棒性,识别率可达99.62%。

用于触摸屏图像感知的指端力触觉再现系统

当用户与触摸屏交互时,有效和实时的力触觉交互技术对于增强现实感和沉浸感是非常重要的。设计了一种面向触摸屏图像信息感知的手指外骨架可穿戴式力触觉交互装置,利用平面四连杆机构作为外骨架传动机构,结合直流电机作为执行机构可为用户手部提供连续可控的力觉反馈,通过振动电机和压电陶瓷致动器提供两种类型的振动触觉反馈。该装置体积小、重量轻,功耗小,使用蓝牙通信,可扩展性强,方便使用及携带。为了表达图像中虚拟物体的空间力触觉信息,引入了实时的力触觉建模算法。当用户穿戴该装置在图像上滑动时,图像的一些特征信息将通过蓝牙与装置通信,包括每个像素点的形状高度和图像的边缘轮廓信息,能够使用户获得丰富的力触觉感受。最后,进行力触觉交互实验来评估该装置在表达触摸屏中图像的高度、轮廓和纹理等方面的性能。

基于骨架的气动软体仿人手指设计与仿真分析

针对现有的软体机械手手指存在弯曲形态单一、运动范围小等缺点,设计了一款基于骨架的气动软体仿人手指。该手指由3个弯曲驱动器和2个伸长驱动器的交叉组合而成,既能通过弯曲驱动器灵活地实现复杂弯曲动作,又能通过伸长驱动器控制运动范围。文中通过对基于骨架的气动软体仿人手指结构进行设计,使用Abaqus仿真软件对弯曲驱动器和伸长驱动器进行有限元仿真分析,得到2种软体驱动器在不同参数下的气压-位移变化曲线。根据仿真结果可以得到最佳结构参数,同时说明该软体仿人手指的设计具有可行性。

指骨骨龄对特发性脊柱侧凸患者脊柱生长潜能评估的组织学研究

目的探讨特发性脊柱侧凸（IS）患者指骨骨龄（DSA）对生长潜能评估的可靠性。方法于28例IS患者前路手术时采集其椎体上、下生长板标本，行HE染色，光镜下行组织学观察并进行组织学分级（HG）。患者左手中指正位X线片确定DSA分期。对患者HG、DSA分期、月经状态和社会学年龄进行相关性分析。结果28例IS患者DSA分期与椎体生长板HG之间存在显著负相关（r=-0．541，P=0．003）。在DSAⅡ期和DSAⅢ期患者之间，生长潜能差异具有统计学意义（P=0．014）。7例DSAⅢ期患者椎体生长板组织学有Ⅱ度生长活性。DSAⅢ期患者椎体生长板HG与月经状态（初潮至手术的时间）存在显著负相关（r=-0．591，P=0．006）。结论DSA分期可能为临床评估IS患者脊柱生长潜能的方便易行指标，但必须结合患者的月经状态和社会学龄才能正确评估IS患者的脊柱生长潜能。

小檗碱对糖尿病db／db小鼠骨骼肌蛋白质代谢的影响及机制研究

目的探讨小檗碱对糖尿病／胰岛素抵抗模型db／db小鼠骨骼肌蛋白质代谢及肌萎缩蛋白Fbox-1（Atrogin-1）表达的影响。方法db／db小鼠为研究对象，以野生型为对照组。予小檗碱（5mg·kg-1·d-1）腹腔注射3周，观察体重和食量；3周末处死，分离胫骨前肌和腓肠肌。胫骨前肌冰冻切片行层黏连蛋白免疫组化染色，荧光显微镜下观察并拍照，测量肌纤维横截面积并计算肌纤维面积分布图；同位素[14C]．苯丙氨酸掺入法检测肌肉蛋白合成，[3H]-酪氨酸释放率分析检测肌肉分解代谢；Northern印迹检测腓肠肌Atrogin-1和肌环指蛋白1（MurF-1）转录水平，Western印迹检测蛋白翻译水平。结果小檗碱能明显降低db／db小鼠血糖水平[（18．55±3．79对26．32±4．02）mmol／L，P〈O．01]，降低脂肪重量[（2．75±0．30对3．77±0．52）g，P〈O．05]，使胫骨前肌的肌重／胫骨长度比值及肌纤维横截面积下降，肌纤维面积分布图明显左移；小檗碱使野生型小鼠和db／db小鼠的蛋白质合成率下降18％～22％；蛋白质分解率升高24％～26％，使肌肉特异性的Atrogin-1、MurF-1转录和翻译水平增高，同时使真核转录因子3调节亚基（eIF3-f）蛋白水平降低。结论小檗碱具有降糖降脂作用，但可引起骨骼肌蛋白质合成下降，促进蛋白质分解代谢，加剧糖尿病的骨骼肌消耗，其机制与上调Atrogin-1和MurF-1表达，同时下调eIF3-f有关。