生物科学与技术虚拟仿真实验教学中心的建设与应用

生物科学与技术虚拟仿真实验教学中心通过优秀科研项目转化以及与高新技术企业合作开发,建设了一批高质量的生物类虚拟仿真实验教学资源。多层次、多元化的资源为学生前沿科学知识学习、综合性科研训练和生物下游产业技术训练提供有利环境,有效地实现教学模式的转变以及学科交叉知识的学习和延伸。全天候开放共享虚拟仿真实验教学平台,实现虚拟仿真实验教学软件、实验标准化视频、教学课件和测试题库等线上教学资源的有机整合,满足随时随地实验教学需求,支持了一系列的混合式线上线下实验教学课程开展。生物科学与技术虚拟仿真实验教学中心与国家级生物科学实验教学示范中心形成了“双中心”融合发展的创新人才培养实验教学体系,“虚实结合”的实验教学模式,提升了学生的综合科研能力与教师的业务水平,培养了满足社会需求的生物技术创新实践人才。

Solidworks应用于《机械设计课程设计》课程教学

在《机械设计课程设计》课程教学中引入计算机辅助设计软件Solidworks作为辅助教学手段,通过该软件特有的运动仿真功能,建立闭式齿轮传动、锥齿轮传动、开式齿轮传动、链轮绞盘机构的虚拟模型,装配各传动机构,检查、优化设计方案,实现了传动装置的运动仿真,完成了该锚机系缆装置的模拟设计,锻炼了学生的软件使用技能,增强了学生对理论知识的深入理解和应用,激发了学生对机械课程深入学习的兴趣,提高了学生的机械设计水平,同时有助于培养学生工程实践和综合应用能力,达到了预期的教学效果。

数字图像处理及应用虚拟仿真实验平台设计

针对数字图像处理及应用实验教学的需要,结合当下图像处理技术的热点应用,利用虚拟仿真技术、交互操作等信息化手段进行实验教学,设计并开发了数字图像处理及应用虚拟仿真实验教学平台。实验教学平台包含交通标志数字图像处理、图像分类、图像识别、视频处理、自动驾驶应用等5个虚拟仿真实验教学资源,共13个交互实验步骤。该平台特色显著、虚实结合,达到了良好的教学效果,为“新工科”背景下的虚拟仿真实验教学提供有益的参考。

ChatGPT与数字孪生教师融合:模型、应用及反思

在人工智能、大数据及虚拟现实等技术快速发展的时代,个性化教学的需求愈加迫切。ChatGPT与数字孪生技术作为新型人工智能技术,使大规模个性化教学成为现实。基于此,文章探索了ChatGPT与数字孪生教师融合的可行性,构建包括人体形象、情感支持、动作控制、智能代理四个模块的ChatGPT与数字孪生教师融合模型,分析此融合模型在教学、教研、管理、评价四个场景的应用,进而设计乡村教学场景应用框架。最后,探讨ChatGPT与数字孪生教师融合模型在教育领域面临的技术、情感和伦理挑战,提出未来ChatGPT与数字孪生教师融合模型应用可从合理运用技术、促进情感交互、恪守伦理规范三个方面进行改进,以保证该融合模型应用于教学的可行性,从而推动教学个性化,拓展其在教育领域的应用与创新。

CT虚拟定位与传统定位在肺癌早期切除术中的应用价值

目的:研究CT虚拟定位与传统定位在肺癌早期切除术中的应用价值,以期弥补传统定位的不足,为相关研究提供借鉴。方法:回顾性选取2021年1月-2023年5月医院治疗的100例肺癌患者作为研究对象,根据基线资料可比性原则,以治疗方式的不同划分为观察组(CT虚拟定位,62例)和对照组(常规CT定位,38例)。比较两组患者定位效果,包括定位成功、精准切除、定位耗时、手术时间、切除时间、住院时间等。比较两组患者的定位相关并发症、术后相关并发症。结果:观察组定位耗时、手术时间、住院时间、切除时间低于对照组,定位成功、精准切除发生率高于对照组,差异显著,具有统计学意义(P<0.05)。观察组肺部出血、穿刺部位疼痛、刺激性咳嗽发生率均低于对照组,并发症事件种类数少于对照组,差异有统计学意义(P<0.05)。观察组皮下气肿、液气胸、肺栓塞、手术后并发症事件少于对照组,差异有统计学意义(P<0.05)。结论:应用CT虚拟定位相比常规CT定位更具优势,可提高定位的准确性,缩短手术时间,减少相关并发症。

女性生理内裤优化设计与压力舒适性评价

以市售女性三角款生理内裤为基础进行优化设计,选取10名体态正常、穿着165/72A号型内裤的在校女大学生进行着装试验。使用柔性薄膜压力传感器测试系统测得受试者在站立、坐直、全蹲这3种日常姿势下各部位的压力值,并进行主观压力舒适性评价,采用CLO 3D软件进行内裤虚拟试穿以及压力分布模拟,通过主观评价、客观压力测试以及CLO 3D压力模拟验证生理内裤优化效果。通过SPSS软件进行主客观评价数据分析与模型建立,探究影响生理内裤穿着舒适性的关键因素。结果表明:优化后的生理内裤主观舒适度评分更高,内裤对下体的压力分布均匀,整体穿着舒适感更佳。

基于触觉交互界面的虚拟现实警务训练系统

虚拟现实凭借着其高沉浸感的体验,在警务仿真培训中有着广泛应用,由于商用虚拟现实系统多关注视觉反馈,难以使用标准的手控器为警务培训提供逼真的触觉交互体验。触觉交互界面基于多功能的离散单点触控交互系统,可实现虚拟现实中的道具操作直接交互,针对虚拟训练中的警务场景,该系统能够识别用户所选道具,并响应用户的交互动作,以提高虚拟现实系统的交互真实性。该系统使用HTC Vive追踪器对用户进行运动捕捉,以生成人体骨架驱动虚拟代理。同时,使用单片机获取并处理用户的道具选择信息及用户与道具的交互信息,再通过蓝牙通信传输至上位机。硬件设计采用STM32F103系列中的C8T6最小系统板,相关功能通过软件Keil5编程实现。实验验证了系统的正确性和可行性,能够提供多样的物理触觉代理,增强了虚拟环境中的交互体验。该系统为虚拟现实交互技术提供了新的思路和方向,具有很好的应用前景。

截水帷幕渗透系数计算方法

截水帷幕作为一种有效阻隔或减少地下水入渗的防治水技术,近年来不断被应用于地下开采煤矿和露天开采煤矿。受接缝、夹层等质量缺陷的影响,截水帷幕一般需要通过计算渗透系数来评价工程防渗性能,渗透系数的大小可直接决定截水帷幕防渗质量。以扎尼河、元宝山露天煤矿、朱仙庄煤矿截水帷幕工程为例,采用围井抽水试验、完整井抽水试验、降水头注水试验、钻孔压水试验、岩心渗透性试验5种方法计算了截水帷幕渗透系数,并提出了5种计算方法的应用特点与适用条件。结果表明:各计算方法所得渗透系数虽存在差异,但能够相互验证;抽水试验、注水试验、岩心渗透性试验较适用于露天煤矿墙体式帷幕,钻孔压水试验则更适用于检验地下开采煤矿注浆帷幕防渗性能;5种方法能够分别从点、线、面、体4个不同角度计算截水帷幕渗透系数,全方位检验帷幕墙接缝与浇筑质量;多种方法结合应用可以更为全面地验证截水帷幕渗透系数的准确性。

海上油田分层防砂分层注聚技术工艺优化

针对胜利油田已有的双管分层防砂分层注聚技术无法满足其海上低剪切、防堵塞、长效注聚需求的现状,对注聚筛管、环空安全阀及液控封隔器等核心工具进行了优化改进,形成了双管宽流道分层防砂分层注聚技术。优化研究结果表明:形成的注聚筛管采用倒梯形缝状结构,表面双疏涂层,自洁不堵塞,流通量提高25%~40%;优化环空安全阀过流通道使内外管环空过流面积增加3.3倍;优化液控封隔器结构,使胶筒肩部受力减小12.6%,坐封活塞面积增加0.78倍,解封后环空面积增大1.5倍。该技术已在海上油田成功应用35井次,井筒黏度保留率达93%,提高5%,平均注入压力下降1.1 MPa。该技术对油田海上、陆地化学驱区块的长效注采开发具有一定的示范指导作用。

不同胰岛素给药方式对妊娠糖尿病患者血糖及妊娠结局的影响

目的探究妊娠糖尿病患者接受不同胰岛素给药方式的效果。方法回顾性选取2022年10月—2023年9月于福建省晋江市医院(上海六院福建医院)就诊的90例妊娠糖尿病患者的临床资料,按照给药方式分为对照组(n=45,胰岛素皮下注射)、观察组(n=45,胰岛素泵持续注射),比较两组患者血糖控制效果及母婴结局。结果治疗后,两组血糖水平均低于治疗前,且观察组低于对照组,差异有统计学意义(P均<0.05)。相较于对照组,观察组不良妊娠结局总发生率、新生儿不良结局总发生率均更低,差异有统计学意义(P均<0.05)。结论妊娠糖尿病患者应用胰岛素泵持续注射治疗,血糖水平控制效果更佳,患者及新生儿不良结局发生风险均更低。

区块链网络中利用虚拟货币洗钱犯罪的治理对策

区块链技术在金融、医疗、知识产权、政府治理等领域均有广阔的发展前景。但它的去中心化特点极易被不法分子所利用,特别是以区块链为底层技术的虚拟货币已成为洗钱犯罪分子的首选工具,此类洗钱犯罪呈现出产业化、专业化、跨境化的显著特征,利用区块链网络的其他洗钱手法更是不断升级换代。为维护我国金融秩序稳定,保护人民合法财产权益,应当明确立法,完善监管治理工作;加强技术研发,对区块链上的交易实施动态监测;积极开展区块链司法实践;强化协同作战;坚定专业人才培养方针;坚持“以链治链”的治理模式,进一步落实新时代数字正义的要求。

8101工作面注氮防灭火安全技术优化设计

为解决王坪煤业8101工作面采空区遗煤多、自燃风险高的问题,利用模拟软件对采空区在回采过程中覆岩应力场的演化过程进行仿真,分析采空区走向及倾向塑性区分布,根据模拟结果,明确划分水平垮落带的“三区”范围。通过对比分析得出:散热带与自然堆积区相对应;氧化带与破碎堆积区相对应;窒息带与压实稳定区相对应。模拟不同注氮条件下采空区氧气浓度分布规律,得出最优氮气注入位置为40m处,最优氮气注入量为1400m^(3)/h。将非间隔式注氮工艺的注氮防火安全技术应用于现场试验,结果表明:在埋置采空区40m处,采空区回风面氧含量显著下降,且采空区内一氧化碳含量最高不超过100mg/m^(3)。

玻璃体内注射雷珠单抗(Ranibizumab)治疗视网膜静脉阻塞继发黄斑水肿

目的初步探讨玻璃体内注射雷珠单抗治疗视网膜静脉阻塞继发黄斑水肿的疗效及安全性。方法 回顾性分析2012年7月至2013年6月就诊于我院眼科的视网膜静脉阻塞继发黄斑水肿患者26例26眼,其中视网膜中央静脉阻塞11例11眼,视网膜分支静脉阻塞15例15眼;病程4～11个月;均给予患眼玻璃体内注射雷珠单抗0.05mL（0.5mg）,比较治疗前及治疗后1d、1周、1个月、3个月最佳矫正视力、眼压,同时于治疗前及治疗后1周、1个月、3个月使用光学相干断层扫描行黄斑中心凹视网膜厚度测量,观察用药后效果。结果 治疗前及治疗后ld、1周、1个月、3个月患眼的最佳矫正视力分别为0.08±0.04、0.13±0.05、0.25±0.09、0.31±0.14、0.29±0.12,治疗后各时间点均较治疗前明显提高,差异均有统计学意义（均为P〈0.05）;治疗前及治疗后各时间点眼压均在正常范围,差异均无统计学意义;治疗前及治疗后1周、1个月、3个月患眼的黄斑中心凹视网膜厚度分别为（447.57±116.67）μm、（371.48±83.74）μm、（246.32±34.51）μm、（249.40±47.87）μm,治疗后黄斑水肿明显改善,与治疗前相比差异均有统计学意义（均为P〈0.05）。治疗后2眼局部球结膜下出血,未见严重不良反应发生。结论 玻璃体内注射雷珠单抗可以提高视网膜静脉阻塞继发黄斑水肿患者的视力,减轻黄斑水肿,治疗后眼压正常,且无明显不良反应。

大鼠干眼模型的建立及其角膜神经的改变

目的通过皮下注射氢溴酸东莨菪碱建立大鼠干眼模型,并对其眼表病理及角膜神经改变进行观察分析。方法 6周龄Wistar健康雌性大鼠32只,随机分为高(H)、中(M)、低(L)剂量组和对照(C)组,每组各8只,H、M、L组皮下注射东莨菪碱,剂量分别为6 mg·mL-1、4 mg·mL-1、2 mg·mL-1,C组皮下注射生理盐水。用药后0 d、7 d、14 d、21 d、28 d对各组大鼠行泪液分泌试验(Schirmer I test,SIt)、泪膜破裂时间(break-up time,BUT)、角膜上皮荧光素钠染色及泪液蕨类试验分析。用药后28 d时,处死大鼠取整个眼球,石蜡切片后行HE及PAS染色;其余眼取角膜行Real-time PCR及神经氯化金染色。结果 H组大鼠在用药后7 d即出现BUT缩短为(6.800±1.033)s,与C组(9.111±1.269)s比较差异有显著统计学意义(P<0.01),H组较L组缩短(P<0.05)。14 d时,H、M、L组的BUT分别为(5.200±0.632)s、(7.200±0.789)s和(9.000±0.816)s,短于C组(10.222±1.302)s,差异均有统计学意义(均为P<0.05);H、L、M组两两比较,差异均有显著统计学意义(均为P<0.05)。随着时间延长,H、M、L组的BUT进一步缩短。用药后21 d、28 d,除21 d时L组与C组、H组与M组差异无统计意义(均为P>0.05)外,余组间差异均有显著统计学意义(均为P<0.01)。用药后7 d,H组、M组出现少量角膜上皮细点状荧光素钠着色,并随实验进程角膜上皮染色分级逐渐加重。用药后14 d,H组、M组的泪液分泌开始减少,分别为(5.200±0.978)mm、(6.350±1.528)mm,分别与C组(7.944±1.130)mm比较,差异均有统计学意义(均为P<0.05);21 d,各组的泪液分泌量略有增加;用药后28 d,H组、M组的泪液分泌量分别为(4.900±1.075)mm、(5.650±0.747)mm,较C组(7.600±1.600)mm显著减少(均为P<0.01)。而L组的泪液分泌量在各时点均较C组无明显减少(均为P>0.05)。泪液蕨类试验显示,H、M、L组泪液蕨类物结晶数量减少,分支减少,形态不完整,其中H组改变最明显。HE染色显示,H、M、L组角膜上皮增生,层数增加,角膜表面凹凸不平,基底细胞水肿、排列紊乱。其中,H组病变最明显,且可见空泡样变。用药后28 d,结膜杯状细胞除L组与C组差异无统计学意义外,余组间两两比较差异均有统计学意义(均为P<0.05)。角膜神经氯化金染色及Real-time PCR结果显示,各组的角膜神经纤维密度和走形及神经生长因子的表达水平均无显著变化。结论皮下注射氢溴酸东莨菪碱可显著抑制大鼠泪液分泌,降低泪膜稳定性,引起眼表损伤,成功建立泪液缺乏为主的干眼模型,且干眼的进展呈时间和剂量依赖性,为进行干眼发病机制研究和干预治疗探索提供依据。

内置式永磁同步电机转子初始位置估计方法

针对无位置传感器永磁同步电机控制系统起动运行困难的问题,提出一种基于混合信号注入的内置式永磁同步电机改进转子磁极初始位置估计方法。采用注入高频旋转电压信号的方法检测磁极位置,设计一种通过PI跟踪观测器对所构建磁极位置误差信号进行控制的方案,当误差调节至零时将获得磁极位置初判值,降低了算法的复杂性。以磁极位置初判值为矢量角,往定子绕组注入2个方向相反的脉冲电压矢量,通过比较直轴电流大小可以简单、有效地判断出磁极极性,实现对位置初判值进行校正,从而获得转子初始位置估计值。应用所提出的估计方法对一台22kW内置式永磁同步电机进行实验,得到转子位置电角度平均估计误差为4.6°。

类风湿关节炎患者关节腔注射曲安奈德联合甲氨喋呤治疗前后滑膜超声表现的变化

目的超声检测曲安奈德联合甲氨喋呤关节腔注射前后类风湿关节炎（RA）患者滑膜的变化，并进一步明确滑膜超声影像学变化对于RA诊断及治疗的意义。方法选择以膝关节炎症状入院的RA患者222例，超声检测患者膝关节滑膜厚度及关节积液量，然后以曲安奈德（1ml：10mg）及甲氨喋呤（1ml：10mg）分别注入关节腔内，同时原口服药物方案行非甾体类抗炎药（NSAIDs）及缓解病情抗风湿药物（DMARDs）治疗，分别于注射后第7天和第14天再次行上述治疗，同时行膝关节滑膜超声检查，观察注射关节的疼痛指数、肿胀指数、压痛指数和晨僵时间。此后第2个月和6个月末再次行膝关节滑膜超声检查，并记录上述指标。结果与治疗前比较，治疗第7天、第14天及第2和第6个月末，患者膝关节滑膜厚度及关节积液量均明显下降，关节疼痛指数、肿胀指数、压痛指数、关节晨僵时间均明显减少（P〈0．01或P〈0．05），滑膜厚度及关节积液与关节疼痛指数、肿胀指数、压痛指数均分别呈正相关（P〈0．05）。结论滑膜超声改变可作为评估RA患者曲安奈德联合甲氨喋呤关节腔注射治疗疗效观察指标之一。

时延地震方法初探

时延地震是油气藏动态监测与管理的一种新方法。它利用重复多次地震测量来监测油气藏随时间的动态变化。首先对注水地震监测的模拟方法进行了研究,讨论了地震频率和信噪比等因素对薄互层油气藏注水地震监测的影响。其次对时延地震资料归一化处理方法进行了研究,并对大庆地区实际二维时延地震资料进行了归一化处理。归一化处理后的资料表明,油气藏部分的剩余能量与油气藏的流体运动有关。

葛根素、血栓通注射液治疗心绞痛的效果比较

目的:比较观察不稳定型心绞痛患者支架术后葛根素、血栓通注射液的抗血小板疗效。方法:不稳定型心绞痛患者64例支架术后常规治疗的同时,随机分为葛根素、血栓通注射液治疗组,观察比较疗效,测定64例不稳定型心绞痛患者治疗前后和同期40名健康体检者(对照组)外周血中血小板活化因子水平。结果:64例患者加用葛根素、血栓通注射液后症状消失,葛根素、血栓通注射液组在治疗前的血浆血小板活化因子水平分别为(74.59±16.18)μg/L和(73.09±15.17)μg/L,治疗后分别为(47.81±10.39)μg/L和(39.38±8.63)μg/L,治疗前明显高于对照组(40.69±11.26)μg/L(P<0.01),治疗后较对照组无明显差异(P﹥0.05)。结论:不稳定型心绞痛患者血小板处于活化状态,葛根素、血栓通注射液的抗血小板均有效,有助于提高支架术效果,疗效后者稍强。

高炉风口回旋区内温度分布的模拟分析

基于Fluent软件,采用预混燃烧模型对高炉风口回旋区内温度场进行模拟,分析风量、风压、喷煤量等参数对高炉风口回旋区内温度分布的影响。结果表明,随着风量、风压、喷煤量的增加,风口回旋区内温度最高处离风口端部的距离逐渐增大,风口回旋区内最高温度逐渐降低;风口的堵塞会使风口回旋区内温度最高处与风口端部的距离缩短,使风口回旋区内最高温度升高。

高效高炉低燃料比、大喷煤比的研究

论述了我国高炉喷煤的发展现状 ,高效高炉的发展趋势是低燃料比、大喷煤量 ,在 5 0 0 kg/ t燃料比下喷煤比的目标是 2 30～ 30 0 kg/ t,部分高炉已形成焦炭和煤粉的消耗几乎相等的新的并列燃料结构。我国的高炉均应大力提高喷煤比 ,逐步改善煤粉和焦炭消耗比例。通过提高改善炉料结构、改进焦炭和喷吹煤粉的质量、提高热风温度、富氧、确保高炉稳定顺行等措施 ,高炉提高喷煤比均有很大的潜力。