生物基树脂改性沥青流变特性评价及体系融合行为

受石油资源储量和供应的限制,将生物质材料引入石油沥青已经成为一个热门话题。本研究以麦草秸秆液化产物为原材料合成三种生物基树脂(BPF、BPU和BPF-PU),并将其用于生物沥青的制备,旨在探究生物基树脂对沥青流变特性的影响及二者之间的交互作用。首先,通过频率扫描和多重应力蠕变恢复试验分析了树脂对沥青胶结料黏弹特性和高温抗车辙性能的影响;其次,借助流变学理论对树脂-沥青体系的相态结构进行了分析;最后,从荧光显微结构和官能团分布特征的角度探究了二者之间的融合行为。结果表明,BPF和BPF-PU能够增加沥青中的弹性成分,提升其高温抗车辙性能,而BPU则会强化沥青的黏性响应;三种树脂能够较为均匀地分散到基质沥青中,并与其形成稳定的相态结构,这可能是因为树脂与基质沥青之间形成了醚键(C-O-C)。本研究有助于为农作物秸秆的增值转化和生物沥青的开发提供新的思路,但在生物沥青性能的全面评价方面需要进一步研究。

基于性能演变的富油胶粉再生剂-老化沥青融合行为分析

富油胶粉(ORR)再生剂是由餐饮废油(CWO)与胶粉(RP)在一定的工艺下共混制备的环保型生物再生剂,其综合利用了CWO和RP的优势,有助于实现老化沥青再生过程中的高低温性能均衡.然而,油胶两相的特征导致ORR再生剂与老化沥青的融合行为较为复杂,不利于洞察ORR再生剂的应用潜力.本研究设计了再生剂-老化沥青融合试验,依据不同取样深度老化沥青样品的性能演变分析了温度和时间影响下ORR再生剂-老化沥青的融合效率及特征,并通过红外光谱检测技术进行了验证.同时,对比了ORR再生剂和CWO与老化沥青融合行为的差异,以期更加明晰地展现ORR再生剂-老化沥青的融合特征.结果表明,升高温度及延长时间有利于ORR再生剂-老化沥青的融合.与130℃融合温度相比,在150℃融合温度下延长融合时间更有利于ORR再生剂与老化沥青的融合.此外,130℃的融合温度下,ORR再生剂中降解RP成分进入老化沥青滞后于CWO成分.但在150℃的融合温度下,降解RP成分进入老化沥青滞后于CWO成分的现象并不明显.整体来说,ORR再生剂与老化沥青的融合效率不及CWO,但两者的差异并不显著.建议在150℃以上拌合ORR再生剂与沥青混合料回收料(RAP),以确保ORR再生剂尽可能充分发挥再生作用.研究成果可以促进ORR再生剂的工程应用,研究方法也可以为类似研究提供参考.

微创经椎间孔腰椎间融合术的有限元分析

目的建立微创经椎间孔腰椎融合的有限元模型,通过比较不同固定方式的生物力学特性,来探讨最适宜的固定融合方式。方法分别建立以下融合固定模型:单枚融合器+双侧椎弓根钉(A型);双枚融合器+双侧椎弓根钉(B型);单枚融合器+单侧椎弓根钉(C型);双枚融合器+单侧椎弓根钉(D型)。对各模型进行前屈、后伸、左屈、右屈、左旋、右旋、轴压加载,比较各模型的角位移、椎弓根钉及融合器的所受应力情况。结果各融合固定模型在不同工况下椎弓根钉及融合器所受应力的Von Mises峰值各有差异,但均在最大受力范围之内。各工况下四种模型角位移均较有限元模型减少,A/B型、C/D型相比角位移减少程度相当,而单侧椎弓根钉固定时脊柱稳定性较双侧椎弓根钉固定差。结论建立了不同固定方式的腰椎融合模型,验证了在微创经椎间孔腰椎融合术中使用单侧椎弓根螺钉加单枚融合器置入可提供适当的稳定,可以作为微创经椎间孔腰椎间融合术的固定方法选择。

原生质体融合提高非致病性尖镰孢Fo47抗药性

选择紫外灭活和热灭活亲本原生质体为遗传标记,以非致病性尖镰孢Fo47和对西瓜枯萎菌有抑制作用的植物内生放线菌SG2、生长较快并对尖孢镰孢萎蔫专化型有抑制作用的重寄生链霉菌PR进行跨界原生质体融合,经筛选获得4株融合子F-8、F-9、F-10和F-12,皿内测定结果表明,72 h后融合子生长速率显著快于亲本Fo47(P=0.05);抗多菌灵的临界质量浓度分别达到3、9、6、6 mg/L,均高于Fo47的2 mg/L。

可吸收腰椎间融合器对植骨融合早期影响的动物实验研究

目的研究可吸收腰椎间融合器在体内的早期降解过程及对植骨融合的影响。方法将可吸收腰椎间融合器通过前路手术植入山羊的腰椎间隙,通过X线、CT、光镜、扫描电镜观察其影像学改变及组织学改变。结果可吸收椎间融合器在12周时虽然能达到融合,但其骨小梁的重建紊乱,24周时可达到坚强的融合,可吸收腰椎间融合器逐渐降解。结论可吸收腰椎间融合器是现有腰椎间融合器的一种较为理想的替代产品。

使用DSP/BIOS开发DM 642图像融合系统驱动程序

描述了在自主研制的TMS320DM642图像融合系统平台上,使用实时多线程操作系统(DSP/B IOS)开发驱动程序和编写融合算法的方法和流程。综合运用了B IOS、CSL、BSL、DDK、RF5、XD IAS等技术编写设备驱动程序,使用标准的类/微型驱动程序模型开发新的视频驱动程序,实现了软件开发的模块化和层次化。在此基础上编写了图像融合程序,总结了CCS编程中使用的各项优化技术。与传统软件开发比较,基于DSP/B IOS的DSP驱动程序缩短了开发时间,增加了代码的兼容性、继承性和可移植性。

基于DSP/BIOS的双光谱图像融合系统软件设计

在基于TMS320DM642的双光谱图像融合系统平台上,采用DSP/BIOS内核,利用DSP/BIOS的多线程机制及其各基础类模块的相关配置,实现了数字图像融合软件设计.结果表明,应用DSP/BIOS进行图像融合程序研究,提高了程序的稳定性,方便程序的调试和测评,有效地满足了系统的实时性要求.

DSP/BIOS在双光谱数字图像融合中的应用

在基于TMS320DM642的紫外可见双光谱图像融合系统中,采用DSP/B IOS内核,充分利用DSP/B I-OS的多线程机制及其各基础类模块的相关配置,提高了编程效率和优化程序。此外针对双光谱图像融合特点还设计了支持中高层图像处理的多任务微内核,微内核采用了占先式的基于优先级的调度算法,有效地满足了系统的强实时性要求。

腰椎椎间植骨融合的三维有限元分析

本研究首先建立腰椎椎间融合三维有限元模型，旨在分析腰椎椎间融合内部生物力学响应。在此基础上进行前路单节段融合，以观察复位，融合，固定后的应力分布和临近节段退变机制。目的为脊柱内固定设计和应用提供理论依据。同时为腰椎融合，固定进行临床观察和研究，尤其为手术方法的选择和适应症提供参考。

可降解椎间融合器的研究进展

椎间融合器目前广泛应用在脊柱融合手术中。可降解椎间融合器能促进椎间骨性融合,同时自身逐渐降解被新生骨取代。本文对各种材料可降解椎间融合器在动物实验、临床研究方面的研究进展进行综述。

基于TMS320DM642的增强视景系统设计与实现

增强视景及合成视景是近年来在多源信息融合显示与呈现方法的研究和发展推动下出现的一个较新的研究应用领域,而且具有很好的应用。在此设计一种基于DM642硬件平台和DSP/BIOS操作系统的增强视景系统,详细地介绍了系统的总体设计和软、硬件模块的设计与实现。该系统实现了在实时采集多路视频的同时,综合显示各种飞行数据信息,可以有效地提高飞行员的态势感知能力。

近岸水体异源遥感反射率产品的融合方法研究

数据融合能够综合利用多源遥感数据优势,获取高空间分辨率和高测量精度的遥感影像,对于近岸水体生态环境监测和灾害预警均具有重要意义。但目前使用的数据融合方法多是针对内陆水体或大洋水体的,其在近岸水体的适用性仍需进一步评估,因而本文开展了近岸水体遥感数据融合方法的对比研究。本文以高空间分辨率的Sentinel-2MSI影像和中等空间分辨率的Sentinel-3 OLCI影像为数据源,分别开展了基于小波变换(WTBF)、生物光学模型(BOBF)和混合像元分解(IUBF)三种方法的数据融合实验,并在此基础上借助现场实测Rrs数据与融合影像对应点的平均相对误差(MRE)、均方根误差(RMSE)、偏差(bias)和平均梯度对各种方法的融合数据质量和区域适用性进行了评估。结果表明:(1)OLCI的Rrs数据精度高于MSI。其中MSI在443nm、560 nm和665 nm三个波段的MRE、RMSE均高于OLCI,表明MSI的Rrs精度相对OLCI较低;目视效果和平均梯度表明MSI的清晰度高于OLCI;(2)BOBF是三种方法中融合效果最佳的算法。WTBF和BOBF生成融合影像在三个波段的MRE、RMSE优于MSI。综合MRE、RMSE和加os来看,BOBF和WTBF所生成的影像Rrs准确性高于MSI,而IUBF生成的融合影像的MRE、RMSE和bias相对WTBF和BOBF较高,准确性较差;目视评价和平均梯度表明WTBF和BOBF生成影像的清晰度与MSI相近,BOBF清晰度高于WTBF,IUBF生成影像清晰度相对于OLCI有所提高,但未达到MSI水平;(3)在Rrs更低的烟台近岸海域,BOBF生成的融合影像清晰度与MSI相当且Rrs准确性相对于MSI更高,BOBF在该海域具有良好的适用性。

实时双光谱图像融合系统设计

通过分析目前的图像融合技术,设计了一种实时双光谱数字图像融合系统。针对该系统特点设计了硬件平台和相应的图像配准、融合算法,充分利用DSP/BIOS的多线程机制及其各基础类模块的相关配置,提高编程效率和优化程序,并设计了支持中高层图像处理的多任务微内核,有效地满足了系统的强实时性要求。

部分可吸收椎间融合器用于山羊腰椎融合效果评价

目的评估部分可吸收椎间融合器(PBIFC)用于山羊腰椎融合的效果。方法采用16只中国青山羊行腰椎间融合术。每只动物于L_(2-5)3个椎间隙随机植入PBIFC、n HA/PA66 cage或1枚自体髂骨块。术后即刻及每4周拍摄腰椎侧位X线片。术后24周处死动物行CT扫描、组织学和生物力学评估。结果术后12周内X线评估显示,髂骨组和PBIFC组可观察到椎间融合,而n HA/PA66组在此期间内未见融合;术后24周CT评估显示PBIFC组的融合度评分高于n HA/PA66组,有统计学意义(<0.05);生物力学测试显示PBIFC组平均刚度大于髂骨组,而髂骨组大于n HA/PA66组,均有显著性差异(<0.05);组织学评估:PBIFC组在植骨区和椎间融合器边缘可见大量成熟的骨小梁,骨组织与材料表面已发生嵌合;髂骨组的植骨块与椎体间的新生骨小梁已改建为成熟的骨小梁;n HA/PA66组可见纤维骨痂形成。结论 PBIFC具有良好的生物力学特性,融合率高,可进一步用于临床试验研究。

无人机3D航迹规划及动态避障算法研究

规划一条高时效且低代价的三维(3D)航行轨迹,成为目前无人机广泛应用亟须解决的问题。针对蚁群算法在航迹规划中出现的航迹长度和平滑性不足问题,通过改进蚁群系统中的节点移动规则、构造多重启发信息并结合粒子群优化算法的全局搜索能力,提出了蚁群粒子群融合算法。同时,就飞行航迹中出现的动态避障问题和目标点变化问题,提出了改进生物启发神经动力学模型算法,该算法针对3D静态最优航迹中出现的障碍物和目标点变化,实现了局部在线航迹调整。实验仿真结果表明,蚁群粒子群融合算法能在3D静态环境中规划出一条期望航迹。同时,改进生物启发神经动力学模型算法不仅能对突发障碍动态避障,还能对动态目标点变化实时跟踪。

激光粉末床熔融成形仿生梯度多孔结构弯曲性能

梯度材料结构具有优异的力学性能和能量吸收性能,在航空航天、医学植入体、吸能结构等方面具有广阔的应用前景。通过模仿竹子梯度结构,提出了一种梯度极小曲面多孔结构设计方法,并基于该方法设计了线性梯度Gyroid结构和拓扑密度梯度Gyroid结构。利用激光粉末床熔融技术制备了上述多孔结构,并通过弯曲试验和数字图像相关技术对比研究了均匀结构与梯度结构的弯曲性能差异。研究结果表明,Gyroid均匀多孔结构的弯曲弹性模量与孔隙率呈现线性函数关系,且在80%~85%之间具有弯曲断裂临界孔隙率;而线性梯度多孔结构则具有类似竹子的非对称性弯曲行为,当孔隙率以70%→90%形式分布时具有最高的挠曲韧性且无弯曲断裂现象,而以90%→70%形式分布时则具有最高的弯曲强度,比80%Gyroid均匀结构弯曲强度高出36.08%;基于拓扑优化密度云的梯度Gyroid结构具有最优的弯曲弹性模量。本研究工作验证了孔隙率梯度分布模式会改变结构的弯曲变形和断裂模式,可以通过合理的梯度结构设计获得轻质高强抗弯结构。

基于生物光学模型的水体多源遥感图像融合算法研究

针对内陆湖泊水环境遥感监测缺乏合适数据源这一问题,基于水体生物光学模型与传统图像融合算法,开发了一种适用于复杂内陆二类水体的生物光学融合(BOF)算法,用于融合多光谱数据和高光谱数据。利用Hyperion数据生成模拟数据集进行算法验证,并将实验结果与小波变换算法、Gram-Schmidt变换算法和色彩标准化算法分别进行对比,结果表明:从视觉效果来看,BOF算法较好地融合了高光谱数据的色彩信息和多光谱数据的空间细节信息;从图像精度指标来看,BOF算法不仅在多种分辨率差异下都得到最好的精度,且精度对分辨率差异不敏感;在叶绿素a浓度估算实验中,BOF算法也得到了最优的效果,均方根误差(RMSE)为9.817,其他三种算法的RMSE分别为18.841、15.913和15.655。新算法有较强的应用潜力,有望为内陆二类水体遥感监测提供更合适的数据源。

基于集成卷积神经网络和Vit的眼底图像分类研究

在眼底图像的分类任务中,卷积神经网络(CNN)的应用较为普遍,但随着Transformer应用的推进,Vit(Vision Transformer)模型在医学图像的领域上展现了更高的性能。然而Vit模型通常需要在大型数据集上预训练,受医学图像获取成本较高的限制。因此,本文提出一种基于EfficientNet-Vit集成模型的眼底图像分类方法,此方法将卷积神经网络模型EfficientNetV2-S和Vit模型相结合,分别使用两种完全不同的方法提取眼底图像的特征,通过自适应加权融合算法计算得到最优加权因子0.6和0.4,利用加权软投票法进行模型集成,从而获得更好的分类结果。实验证明,相比于集成前,集成后的模型分类准确率分别提高了0.5%和1.6%。

变轴线生物融合式膝关节康复机构型综合

以一种具有变轴线转动的1R人体膝关节模型为基础,提出一种膝关节与外骨骼轴线自动对准的生物融合式膝关节康复机构型综合的方法,并综合出了一系列生物融合式膝关节康复机构。给出一种膝关节与外骨骼关节轴线自动对准的运动补偿条件,基于螺旋理论构建符合运动补偿条件的生物融合式膝关节康复机构的基本模型;以生物融合式膝关节康复机构为研究对象,用改进的G-K公式分析了生物融合式膝关节康复机构的自由度,并用运动学仿真软件验证了运动补偿的正确性,进而确定了机构综合的合理性,为生物融合式膝关节康复机构型综合的设计提供了新的思路。

3维复杂山地环境下旋翼无人飞行器高时效航迹规划策略

针对3维复杂山地环境中执行无碰撞低空飞行任务的旋翼无人飞行器,提出了一种高时效、低代价的航迹规划策略,设计并采用了改进的稀疏A*算法和生物启发神经动力学模型的融合算法.该算法在稀疏A*全局优化搜索的基础之上融入生物启发神经动力学模型来调整局部航线以加快最优航迹的形成,并运用神经动力学模型来实时获取和处理环境中的局部动态信息,实现了融合算法的在线规划能力,从而解决了传统最优路径搜索算法无法实现的动态规划的难题.通过在3维空间中设置多峰山地,尤其是凹形山体作为障碍进行仿真实验,实验结果表明,该融合算法不仅降低了A*算法的复杂度和耗时,而且改善了生物启发神经动力学模型尚未考虑的代价花费问题,更能够在线应对任务空间中的突发威胁,使旋翼无人飞行器在动、静态障碍物相结合的复杂环境下能够规划出一条安全、快速抵达目标点的低代价且优质的航迹.