浅海海底浅层微小目标体高精度探测技术研究

浅海海底浅层微小目标体一般体积小、埋深较浅,且由于其材料制作上的特殊性,目前应用水声探测方法达不到较好的探测效果。本文从地声数值模拟角度出发,研究如何通过多道地震这一地声探测手段来实现对海底浅层微小目标体的高精度探测。首先,基于波动理论的高阶交错网格有限差分法实现对于微小目标体的正演模拟,探索不同激发主频、不同海底形态、不同掩埋深度情况下浅海微小目标体的地声传播响应特征,总结微小目标体在不同条件下的地声传播规律;其次,通过成像精度更高的逆时偏移技术,实现对于微小目标体的位置、形态的高精度成像。不同浅海微小目标体模型的试算结果表明,采用多道地震的地声探测手段,能够实现对于浅海微小目标体的高精度探测,探测的微小目标体成像位置准确、形态表征良好。

基于改进Faster RCNN的微操作空间目标检测算法

将Faster RCNN引入微操作系统的目标检测之中。针对微操作空间下待检测目标存在尺度变化和在显微镜放大倍数较小时,待检测目标尺度过小、特征不明显的问题,提出了一种基于改进Faster RCNN的微操作空间目标检测算法。使用在图像分类任务中性能优越的深度残差网络提取图像的特征。引入递归特征金字塔网络,对特征进行融合。改进区域建议网络的采样策略,对损失函数进行优化。实验结果表明:这种改进的Faster RCNN算法能有效解决由于目标尺度变化和目标尺度过小带来的问题。相比通用的目标检测算法,该算法的准确度更高,速度更快,具有实际应用价值。

基于同步提取变换和脊线检测的空间锥体目标微多普勒特征提取方法

针对空间锥体目标微多普勒(micro-Doppler,m-D)提取时在m-D曲线交叉处易出现跟踪错误的问题,提出一种基于同步提取变换(synchro-extracting transform,SET)和脊线检测的m-D特征提取方法。首先,该方法利用SET技术得到能量分布更加集中的时频像,并使用Hough变换提取锥体顶部产生的正弦m-D曲线;之后基于CLEAN思想,将提取到的顶部m-D曲线从时频像中消除;最后利用基于改进疯爬算法和卡尔曼滤波的脊线检测算法提取锥体底部产生的非正弦m-D曲线。仿真结果表明,该方法可以避免m-D曲线交叉处的跟踪错误问题,正确提取m-D特征。

直升机运动状态下雷达回波建模与微动特性分析

针对直升机常规雷达回波建模未考虑直升机运动时自身姿态变化对回波影响导致仿真结果与实际不符的问题,基于自由空间下旋翼叶片散射点回波模型,引入了多个参数矩阵和向量,实现直升机运动状态下雷达回波统一模型的构建.然后从理论上分析了在不同运动状态下,直升机回波微动特性变化.仿真结果验证了理论分析的正确性,表明运动状态变化对直升机雷达回波会产生影响.本文的研究对直升机目标识别及意图识别领域发展具有一定的价值.

雷达鸟类目标微多普勒贝叶斯增强算法

针对传统恒虚警率(constant false-alarm rate,CFAR)方法难以探测鸟类目标的问题,提出一种基于时频(time-frequency,TF)域鸟类目标微多普勒贝叶斯增强算法。首先,以鸟类目标扑翼模型为基础,建立雷达回波信号及微多普勒模型。其次,考虑短时傅里叶变换(short-time Fourier transform,STFT),对回波信号进行时频分析。针对STFT加窗操作影响分辨率及其对杂波敏感的问题,引入广义高斯分布对先验自适应建模,在贝叶斯推理方式下实现时频域微多普勒特征增强。考虑到目标非多普勒特征非平滑,后验分布计算困难,提出用近端未调整朗之万算法(proximal unadjusted Langevin algorithm,P-ULA)进行高效求解。仿真及实测实验数据表明,所提算法不仅能够有效抑制背景噪声,而且可以在一定程度上保留微多普勒特征的连续性。

运动目标的多维度微运动特征提取研究

微多普勒特征提取作为一种常用的时频分析工具,对微动目标特征的提取重构具有重要意义.为了更好地研究多运动的微多普勒效应,提出了一种运动姿态分类方法.按照目标频移是否随时间变化可以将运动姿态分为频移时变运动和频移时不变运动.频移时变运动包括平移、翻滚和振动.针对这种运动应分析对比不同时间对应的瞬态频移,频移时不变运动主要为旋转运动.本文通过微多普勒效应理论结合电磁波频域模型,实现3D运动目标微动特性提取的仿真建立目标,分析不同环境条件例如晴天阴天、有无湍流对探测的影响,为后续实验研究奠定理论基础.开展基于收发同置系统的多特征运动目标的微多普勒频移探测实验,实验结果表明,不同目标位置上频移的幅度、正负性和谱线宽度旨在反演目标形状、运动姿态、运动方向和速度.利用FFTshift函数对一维数据进行解调分析,实现三维时间-频率-强度关系的研究.本研究实现了对目标宏观形状特性的测量以及微观运动信息的提取,为雷达探测和识别奠定基础.

基于EfficientNet的多通道雷达目标微动特征分类方法

针对在低空雷达监视场景下,行人、车辆、无人机等目标分类任务中目标微动特征难以提取导致分类准确率较低的问题,提出一种基于EfficientNet的多通道雷达目标微动特征分类方法。首先,根据杂波、目标和噪声信号的能量分布差异,提出多能量奇异值分解方法抑制杂波和噪声,增强目标微动特征。随后,联合雷达和差通道时频信息特点,设计多通道EfficientNet模型,结合多通道微动特性进一步实现目标的准确分类。最后,利用雷达实测目标数据对所提方法进行验证。结果表明,所提方法在保证较低模型复杂度的情况下,相比于其他方法在准确率上有显著提升。

场驱动医疗微机器人:材料制备工艺不断优化的应用前景

背景:微机器人具有体积小、灵活、靶向性强等特点,可以在狭窄的环境下通过单体或集群的方式完成复杂的工作。随着材料、制备工艺以及驱动方式的不断优化,其在生物医学领域内显示出越来越重要的应用价值。目的:分析场驱动微机器人在生物医学领域的应用并展望其应用前景。方法:以“微机器人,纳米机器人,驱动,生物医学,医疗”为中文关键词,以“microrobots,micro-robots,nanorobots,micromachine,microswimmer,medical”为英文关键词,分别检索万方以及Pub Med数据库,检索时间范围重点为2010年1月至2024年1月,同时纳入少数远期文献。通过阅读文题、摘要初步筛选,排除重复性研究、低质量期刊以及与内容不相关的文献,阅读全文后最终纳入66篇文献进行综述。结果与结论:场驱动医疗微机器人涵盖了磁、光、热、超声及多种混合因素驱动机器人。场驱动机器人已被应用于肠道诊断、药物靶向治疗及干细胞治疗等多个领域。尽管医用微机器人在临床医学中已有少数应用,但大多数还处于理论和实验阶段。医用微机器人的未来面临诸多挑战,如实现大规模制备、进一步提升精确控制、解决回收或体内降解问题,以及所用材料是否会对人体产生不良反应等,此外微机器人还需与相应的微创医学手术相配合。

目标级联求解下的含微电网群主动配电网自适应调度方法

为了提升含微电网群主动配电网电压水平,及降低线损,提升自适应调度效果,研究目标级联求解下的含微电网群主动配电网自适应调度方法。含微电网群主动配电网自适应调度分为网损优化无功调度、功率优化有功调度2个环节。网损优化无功调度方法以微电网网损最小为目标,主要优化分布式电源的无功功率、微电网与主动配电网间的无功交互功率。功率优化有功调度方法旨在通过调整分布式电源的有功功率输出、微电网与主动配电网之间的有功功率交换以及从上级电网购买的电能,实现配电网内的功率平衡。文章采用目标级联分析法分析目标函数间的差异,并行求解微电网调度模型与主动配电网调度模型,实现含微电网群主动配电网的自适应调度。测试结果显示,该方法能够提升主动配电网的局部电压水平为0.937 pu,线路损耗功率降低到0.23 MW,并具有较好的收敛性,提升了配电网自适应调度效果。

微小RNA-34a-5p通过靶向鼠双微体4抑制巨噬细胞氧化应激损伤的作用

目的探讨微小RNA-34a-5p(miR-34a-5p)通过靶向鼠双微体4(MDM4)抑制巨噬细胞氧化应激损伤的作用。方法THP-1人单核细胞复苏后,培养分化为巨噬细胞。设立空白对照组。剩余细胞加入人源氧化低密度脂蛋白,孵育48 h,分化为巨噬泡沫细胞。设立动脉粥样硬化(AS)对照组。miR-34a-5p质粒转染,设为miR-34a-5p质粒转染组。每组24个重复。比较三组巨噬细胞凋亡情况,丙二醛(MDA)、超氧化物歧化酶(SOD)蛋白及活性氧(ROS)水平,MDM4阳性率。结果空白对照组凋亡率为(2.55±0.32)%,AS对照组凋亡率为(28.16±4.23)%,miR-34a-5p转染组为(13.48±1.66)%,三组比较差异有统计学意义(P<0.05)。AS对照组高于空白对照组与miR-34a-5p转染组,miR-34a-5p转染组高于空白对照组,差异有统计学意义(P<0.05)。三组MDA、SOD蛋白及ROS水平比较,差异均有统计学意义(P<0.05);AS对照组MDA、ROS水平最高,SOD水平最低,其次为miR-34a-5p转染组,组间比较差异均有统计学意义(P<0.05)。空白对照组MDM4阳性率为(8.33±0.35)%,AS对照组为(29.26±3.48)%,miR-34a-5p转染组为(14.26±1.59)%,三组比较差异有统计学意义(P<0.05)。结论miR-34a-5p可下调MDM4,进而抑制巨噬细胞氧化应激损伤。

银基合金靶材研究现状及发展趋势

银及银合金靶材是新型显示与半导体集成电路中重要的电子材料之一,但其制备技术在我国未能实现产业化。近年来,随着我国新型显示技术及半导体集成电路领域的快速发展,银合金靶材的市场需求总量及经济价值也在持续快速增长,相关产业化进程也在逐渐加快。为此,从银合金靶材的制备技术、专利现状、应用前景及市场概况等方面进行综合评述。针对银合金靶材制备过程中原料提纯、微合金化等关键技术的工艺原理及靶材微观组织调控方法进行分析讨论。阐述了银合金靶材制备工艺流程及微观组织形貌、晶体学取向调控的作用机制和其对合金薄膜性能的影响,提出了目前我国在银合金靶材制备领域的主要问题。此外,针对银与银合金薄膜在实际应用过程中不耐氧化、硫化和耐气候性差的特点,对国内外申请的专利进行了归纳,重点分析了微合金化过程中In、Pd、Cu、Sc、Sn等元素添加对靶材抗氧化、抗硫化、耐气候性的性能的影响及作用机理,为研发新型组分的银合金靶材提供了借鉴。最后,从市场规模及技术发展方向等方面对现阶段我国银合金靶材的研究进展进行了总结,提出了微合金化及组织优化仍是未来银合金靶材新产品开发的主要方向,指出了产业链的健全及多领域的协同联动不足是当前银合金行业发展面临的主要困难和挑战。

微纳米机器人在血栓治疗领域的研究进展

综述了近年来国内外关于微纳米机器人在血栓治疗领域的研究进展。首先介绍了微纳米机器人在血栓治疗中的驱动方式,从磁驱动、光驱动、化学驱动、生物驱动四个方面概述了微纳米机器人在递送时的优异性能,并分析了每种方式存在的局限性。重点探讨了微纳米机器人在血栓治疗中的应用研究,归纳了微纳米机器人近年来在药物载体、机械力破坏血栓、流体动力促进药物扩散、非药物治疗方式领域里的研究进展,探究了其治疗机理和应用前景。最后对微纳米机器人在血栓治疗领域的优势进行总结,并分析了目前存在的局限性,并以此展望了未来的研究方向,微纳米机器人技术的发展为血栓治疗提供了新的思路,有望成为一种更高效、安全的治疗方式。

^(124)I的制备、抗体标记及标记化合物的Micro-PET/CT显像

为使用医用回旋加速器生产^(124)I及研究^(124)I标记提供方法,本研究通过124Te(p,n)^(124)I核反应制备^(124)I,首先压制得到124TeO_(2)/Al_(2)O_(3)靶片,利用回旋加速器轰击3~8 h后,放置12 h去除副反应产生的杂质核素,最后通过碘升华-放化分离法得到Na^(124)I溶液。分析Na^(124)I的纯度并且标记抗间皮素(mesothelin,MSLN)抗体后,对KM小鼠进行尾静脉注射观察^(124)I-anti-MSLN的分布。结果显示,压制得到的124TeO_(2)/Al_(2)O_(3)靶片经过12.5 MeV能量,20μA质子束轰击后得到340.4~1121.1 MBq核素产品,经纯化后得274.2~758.5 MBq高纯度Na^(124)I溶液,其放射性浓度>54840 Bq/μL。使用该Na^(124)I溶液对抗MSLN抗体标记得到放化纯度>99%的^(124)I-anti-MSLN探针,经尾静脉注射入KM小鼠体内,通过Micro-PET/CT显像可以观察到小鼠甲状腺部位有明显的探针摄取,且该摄取可以被提前3 d喂食0.5%KI溶液阻断,代谢行为符合^(124)I标记的抗体探针在KM鼠体内的代谢规律。本研究总结了25次^(124)I的制备过程中涉及的设备、方法及纯化后Na^(124)I的使用等情况,结果表明,经过纯化得到的^(124)I具有较高的核纯度和化学纯度,满足放射性标记的需求,且平均回收率高于70%,自动纯化过程安全可靠。

基于微服务的多数据源目标接入展现技术研究

本文深入剖析了当前指挥信息系统态势目标展现中多数据源接入时暴露出的问题,设计了一种从服务底层到态势展现的整套架构,并从研发效率、系统性能对架构应用效果进行了比对。随着指挥信息系统信息化程度的不断提升,集中式服务管理模式逐渐显现系统并发性能受限、数据处理能力较弱、网络地理信息系统(WebGIS)元素展现方式混杂且开发效率低下等诸多不足,这些问题在很大程度上制约了目标态势展现场景应用的发展与创新。针对上述问题,本文提出了一种基于微服务的架构设计模式。这一技术将原本庞大的多数据源接入拆分成多个独立、轻量级的服务,设计提供了统一的展现服务架构,并通过解除各服务之间的耦合关系,避免了统一的、集中式服务管理机制带来的种种弊端。这种模式不仅提高了系统并发处理能力,同时增强了数据协作处理能力,使得多类元素能够以一种统一、高效的方式进行展现。

微纳马达的货物运输和操纵技术研究进展

微纳马达拥有广阔的应用前景,近年来得到广泛关注。作为微纳马达应用中的关键技术,微纳尺度的货物运输和操纵成为研究的重点。概述了微纳马达及货物运输和操纵技术的相关应用领域,重点阐述了货物运输和操纵机制,总结了目前内源驱动和外场驱动两种运输机制,外场作用力以及表面力两种操纵机制的研究进展,分析了各驱动机制的优势与不足,归纳了货物运输和操纵技术在药物靶向交付、环境修复及生物传感领域应用的研究现状。通过对比各项技术方案中微纳马达的移动速度、负载率以及释放率等技术指标,分析了各方案的优缺点。最后,分析了目前货物运输和操纵技术在人体复杂生物环境和大规模生态环境修复领域等应用中所面临的典型问题,指出了货物运输和操纵技术的发展和应用趋势。

弹道目标雷达微动特征提取与识别研究综述

弹道目标雷达微动特征提取与识别是雷达目标识别领域的重要研究方向之一。在简要阐述弹道目标识别重要研究价值的基础上,结合国内外研究现状,从点散射模型、滑动散射模型、属性散射中心模型等出发,总结了现有的弹道目标微动回波建模方法,进一步分别从单基、双基、多基等不同雷达观测视角出发,梳理了弹道目标微动特征提取与成像方法,对基于人工特征和传统分类器、及基于深度学习的弹道目标分类识别方法进行了总结,最后对弹道目标雷达微动特征提取与识别方向的技术难点和未来发展趋势进行了分析与展望。

轻型高灵敏暗弱空间目标探测光学相机技术

天基光学相机是空间目标探测的重要手段,世界主要航天大国大力发展天基空间目标探测技术以确保空间态势感知能力。首先介绍了国外应用于微纳卫星平台的典型空间目标探测光学相机,分析了天基光学探测手段的优势。其次针对基于微纳卫星平台的空间目标探测应用需求,提出“高效率镜头结合高灵敏器件”解决方案,并对光学相机进行了性能评估与设计参数分解。最后针对应用指标要求开展了系统设计与相机研制,并通过地面试验进行了性能验证,达到了预期探测效果,实现了5 kg级光学相机优于13星等的探测能力,可广泛部署于微纳卫星平台,为我国空间碎片研究、航天器碰撞预警提供高实时性数据支撑。

基于无线自供能的植入式微纳集成芯片与集成系统

我国是慢性病大国,癌症、糖尿病、心脏病、癫痫、高血压等疾病已成为首要致死原因,医疗负担占比70%,形势严峻.相比口服,注射等传统给药方式,植入式精准靶向治疗按时按需、精准适量,见效迅速,几乎无副作用,被证实是慢性病的有效治疗方式.目前我国在这一领域刚刚起步,尤其在高端植入微纳集成系统级芯片(System of Chip,SoC)、微纳系统集成和封装可靠性等方面,缺少原创性核心技术和共性技术支撑平台,严重落后于欧美发达国家,相关高端医疗器械及核心部件只能高价进口.因此,需要通过突破相关关键共性技术,核心部件国产化,从创新源头推动高端医疗器械发展,从而加速推动我国医疗器械产业化落地,打破欧美日发达国家垄断.本研究以突破医疗用微纳集成芯片和微纳集成系统关键共性技术为目的,解决了微电子小尺寸、高精度、低功耗等难题.通过三维异质集成构建植入式精准靶向给药系统和迷走神经刺激器,实现精准靶向给药、无线充电、生物电信号采集、电刺激等功能,项目样机已通过生物相容性测试和动物实验验证.

单频涡旋电磁波雷达旋转目标微动参数提取方法

与传统平面电磁波雷达相比,涡旋电磁波雷达回波中蕴含更多的目标微动信息,综合利用线多普勒效应和角多普勒效应可获得更为准确的目标微动参数。现有线多普勒信号和角多普勒信号分离方法大多利用图像域方法对时频图像进行处理,此类方法的性能受限于时频分辨率,且需解决复杂的时频曲线分离问题。为解决上述问题,提出了一种能够适用于角多普勒较小、旋转中心未知场景下的角多普勒信号分离方法。首先分析了单频涡旋电磁波雷达中旋转目标的多普勒效应;然后利用线多普勒获得旋转目标的径向微动参数,构造参考信号补偿涡旋电磁回波,利用滤波方法获得了较为纯净的角多普勒信号;最后基于压缩感知算法和旋转目标角多普勒的性质,准确获得了旋转目标的各项微动参数。仿真验证了所提方法的正确性和鲁棒性,并分析了所提方法的性能。

金活动态测量在新城金矿靶区筛选中的应用

在金矿脉中,金主要分布于石英脉及硫化物中,而超微细金确具有很强的活性,能够以络合物、吸附态等方式被黏土矿物或有机质捕获。矿脉的上部,多种方式运移上升的金,在次生土壤中富集形成元素异常。通过氧化-络合的方式制作的活动态提取剂,可获得稳定的可溶性络合物,采用iCAPQ数据测量。在实际应用中,通过采集B层土壤并处理加工,获得的Au元素峰值达105×10^(-9)。圈定的靶区位于异常带延长方向上,符合矿区成矿规律,采信度高。金活动态测量适用于特殊景观区的勘查科研工作。