对我国生物力学学科发展的几点思考——纪念冯元桢先生

生物力学研究生命中的力学以及力的生物学效应。以"近代生物力学之父"冯元桢先生为杰出代表的科学家们,自上世纪中叶起,奠基并建立了生物力学学科,将工程学的系统思想和演绎方法运用到对生命组织特性和行为的定量描述和预测中,为人们进一步理解生命活动、推动人类健康科学的发展提出了至关重要的新思路和新方法。

超声加工技术的研究进展

作为一种特种加工工艺,超声加工在工业界和学术领域得到越来越多的重视,故系统介绍了超声加工技术近年来在航空制造、3C制造、抗疲劳制造和生医制造等领域的研究现状,其中重点介绍了高速超声切削这一新兴超声加工技术在难加工合金的工艺优势及其应用前景,同时还对超声加工技术在这些领域的发展趋势进行了展望。

红外探测与红外隐身材料研究进展

红外探测与隐身技术在现代军事领域得到越来越广泛的应用。随着飞行器等武器系统性能的提升,其固有红外信号显著增强,同时,基于光电效应的第三代红外探测器探测比率、灵敏度等性能大幅提升,红外隐身技术成为提高战场生存力和战斗力的必要手段。本文从飞行器的红外辐射特征出发,分析了红外信号的分布和影响因素,归纳了以碲镉汞为代表的第三代红外探测材料的工作原理、探测性能和发展趋势,介绍了低红外发射率涂层在红外隐身领域的应用现状,综述了多元化的新兴材料的隐身机制和研究进展,并根据服役要求,展望了红外探测材料与红外隐身材料的发展前景。

骨植入用铸态Mg-Ga合金的力学性能、生物降解行为及细胞相容性

研究了铸态Mg-2Ga和Mg-5Ga合金的力学性能、生物腐蚀行为、细胞相容性与其微观组织结构的变化关系。采用X射线衍射仪(XRD)和扫描电子显微镜(SEM)对材料的微观组织结构进行了分析。结果表明:添加Ga元素后,在镁基体的晶界上形成了球状和带状的Mg_(5)Ga_(2)析出相,Ga元素显著细化了镁基体的晶粒尺寸。力学拉伸试验结果表明,Ga元素可通过固溶强化、晶界强化、析出强化等作用提高Mg-Ga合金的力学性能。在37℃模拟体液中的电化学腐蚀和浸泡腐蚀试验结果表明,低Ga含量能够提高Mg-Ga合金的表面稳定性,从而改善其腐蚀行为。此外,间接接触细胞培养试验结果表明,Mg-2Ga与Mg-5Ga合金均对小鼠成纤维细胞(L929)表现出良好的细胞相容性,未对其产生明显的细胞毒性。

家庭服务机器人手眼协调系统设计

针对目前智能家庭场景下,家居服务机器人对不同物品位姿的识别准确度与操作性差等问题,进行机器人手眼协调识别技术与物品灵巧操作规划方法的研究,提出了视觉前馈目标定位与视觉反馈位姿匹配相结合的识别与多位姿抓取方法。首先,基于SSD深度神经网络模型识别待抓取物品,并进行三维测定,以得到物品粗略坐标位置;其次,根据所得三维坐标预设深度相机与物品的相对位姿,采集物品与障碍物的深度信息,并基于Linemod算法与内置三维模型进行位姿匹配,完成对物品精确位姿的测定;最后,依据所得物品与障碍物的位置与姿态,规范臂手系统的抓取位姿,实现灵巧抓取物品。由以上原理,设计手眼协调测试实验进行不同桌面高度的物品抓取成功率与抓取误差测试,实验抓取总成功率高,且误差满足实际精度要求;该研究有利于提高家居服务机器人物品操作的灵巧性与适应性,对于家居服务机器人产业的发展具有重要意义。

机器学习在高分子材料基因组研究中的进展与挑战

机器学习对高分子材料基因组的研究与发展有着重要作用.它通过对高分子材料结构描述符的设计与筛选、材料数据库的完善以及聚合物分子结构标识符的发展等方法,有效地构建分子链的化学组成、构象与其聚集态结构、宏观性能之间的联系.本文梳理了近几年机器学习方法在高分子材料科学领域的研究进展,总结了一些常用机器学习算法的应用与研究成果,同时,也针对算法所需的数据量较大等问题,特别指出了应对数据量较少或是数据成本昂贵时的解决方案.根据当前研究进展,整理了机器学习方法在高分子材料科学领域中应用的难题与挑战.