摘要：人工智能(Artificial Intelligence)作为机器智能(Machine Intelligence)的重要分支,已经成为机器人发展的重要方向之一。新一代人工智能技术可以使机器人具有更高的智能和灵活性,使机器人能够自主学习和适应新的环境,并能完成新的任务,赋予机器人更加高效和智能的交互能力。目前,具身智能已成为人工智能领域的一个新的研究热点,而机器人因具有可编程、拟人化以及执行能力强等优势,成为具身智能技术理想的硬件载体。简述了具身智能机器人的概念和特点,从智能感知、自主决策、运动控制和人机交互等四个方面,分析了具身智能机器人的国内外研究现状,从环境感知与理解、自主决策与学习、运动控制与规划、人机交互和数据隐私与伦理等五方面深度剖析了具身智能机器人存在的问题及挑战,并从具身智能机器人的设计创意、与大模型和深度学习等人工智能技术融合以及研究人员的教育与意识、上下游产业链等方面提出了发展建议。在人工智能技术迅猛发展的背景下,以期为我国具身智能技术发展和具身智能机器人产业体系形成奠定基础,为世界具身智能产业创新发展指明方向和提供借鉴。

摘要：数字经济已成为我国经济发展的新引擎,虚拟仿真教育装备作为数字化和现代教育体系结合的重要载体,已成为解决教学过程中存在的“高投入、高难度、高风险、难实施、难观摩、难再现”等问题的重要手段。聚焦新一代信息技术在高档数控机床中的应用,综合利用数字孪生、虚拟仿真和云计算等先进技术,提出了高档数控机床半实物仿真系统设计的新理论、新方法,产教融合、科教融汇,校企协同开发了高档数控机床半实物仿真系统,研制了VGT-5型数控五轴模拟训练机和VMT-5型车铣复合模拟训练机,突破了高档数控机床半实物仿真系统理论设计、工程应用的重大难题,不仅较好地解决了高档数控机床学习难、操作难的问题,推动了传统实训教学模式的创新,而且具有重要的工业应用前景,是对高端制造装备的重大创新。高档数控机床半实物仿真系统通过硬件设备和数字化虚拟技术的结合,实现了全方位、三维化、形象化的实践教学和展示,推动了虚拟仿真技术与教育教学的深度融合,显著提高了教学质量,赋能教育高质量发展,取得了显著经济效益和社会效益。

摘要：针对当前培训方式落后、工业机器人教学资源紧张等问题,以工业机器人多功能系统为主要载体,设计并研制了基于数字孪生技术的工业机器人多功能系统应用平台,着眼我国产业数字化转型需求,开创性地对新一代信息技术在工业机器人多功能系统应用中的关键技术进行了系统研究。该平台集成了多维建模技术、数字孪生技术,提出了一种基于数字线索技术的智能制造柔性产线共生模型,建立具备时间维度信息的复合智能模型,解决了多源异构信息的实时交互问题;建立了工业机器人多功能系统以及工业机器人配套单元、特种手爪、环境采集系统;设计了虚拟模型控制算法与人机交互方式,实现了制造过程动态分析和调整、生产线故障预测与健康管理、企业与院校人员的智能培训,完成了智能制造柔性产线分析系统信息集成与智能产线虚拟调试平台的研发;最后通过物料分拣实验结果表明,该平台可以实现学生边学边练的效果,验证了基于数字孪生技术的智能制造柔性产线的实用性,具有巨大的经济和社会效益。

摘要：船舶微电网在并联运行时,由于存在线路阻抗差异问题,导致功率分配不合理,传统的虚拟同步发电机控制很难实现功率的精准分配。为了解决上述问题,本文在建立风光储微电网模型基础上,研究VSG(Virtual Synchronous Generator)多机并联系统关键参数的匹配算法;采用自适应控制理论,提出虚拟阻抗自适应控制策略,逆变器根据给定功率调整虚拟阻抗值,在存在线路阻抗差异的情况下,使VSG多机并联系统能够精确地分配负荷功率。仿真结果验证了所提控制策略和参数设计方法的有效性和可行性。

摘要：针对绝缘子缺陷巡检过程中,传统算法因背景复杂难以同时兼顾检测精度与模型大小的问题,提出一种基于改进YOLOv5s的绝缘子缺陷检测模型。首先,采用Bottleneck CSP结构,引入轻量型空间与通道卷积注意力机制,强化绝缘子特征并抑制复杂背景特征;然后,提出一种改进的BiFPN结构,实现多尺度特征融合,提升小目标检测能力;最后,采用K-means++算法重新聚类先验框,并设计轻量型GhostC3和Ghost Conv模块,保证网络精度的同时减小模型大小。实验结果表明:改进算法在Insulator2022数据集上的mAP值达到92.3%,提升了3.6%,参数量减少了26.73%,浮点运算量减少了23.17%,漏检率降低了5.47%;在公开数据集上,缺陷绝缘子mAP值达到99.5%,各项评估指标值优于Faster-RCNN、SSD、YOLOv3和YOLOv3-tiny主流算法以及绝缘子检测相关算法。

摘要：采用模型试验和数值模拟研究了不同水深工况下半潮堤前的反射形态及时均流速场。基于Hilbert变换建立了叠合波的时频分离技术,同时获取了入射波和反射波的波面过程及相位关系,通过试验数据证明其适用于不同反射程度的波浪信号分析。不同水深工况下,半潮堤前形成了部分立波系统,腹点和节点分别以四分之一波长的偶数倍和奇数倍交替增加。半潮堤前底床水质点水平速度包络图与波面包络图相差四分之一周期的相位,水平速度的极大值和极小值分别出现在波面包络图的节点和腹点,意味着节点处易形成冲刷,腹点处易形成淤积。3种工况的周期平均速度场均在迎浪基床上方的堤脚处存在一个小型环流系统,可能引起局部冲刷,此处需加强防护。淹没工况下,半潮堤前的周期平均速度场形成一个大型环流系统,表层水流向堤后,中下层水流向海侧,意味着底床悬起的泥沙很可能向离岸方向流失。

摘要：建立了修正Johnson-Cook电塑性本构模型,使用FORTRAN语言开发了用户硬化子程序UHARD,并耦合指数形式的韧性损伤断裂准则,使用ABAQUS有限元软件进行了数值模拟。为验证本构模型与有限元模型的合理性,设计了脉冲电流辅助单向拉伸实验,通过控制脉冲电源的频率、占空比以及试验机的拉伸速度,分别在12、13和15 A·mm^(-2)电流密度下对Ti6554试样进行拉伸,直至断裂。结果表明,模拟与实验的载荷-位移、温度-时间曲线吻合情况良好,试样在15 A·mm^(-2)电流密度下的流动应力较小,温度攀升较缓,颈缩区域更广,颈缩现象提前发生,材料刚度退化最慢,最后通过扫描电子显微镜观察了3种电流密度下试样的断口形貌,发现试样均为韧性断裂。

摘要：通过拉丁超立方实验设计法获取角接触球轴承NSK-7015C的结构参数样本数据,采用Newton-Raphson法求解轴承变形几何协调方程、滚动体平衡方程和内圈平衡方程所构成的非线性方程组。应用Kriging和Monte Carlo相结合的方法(AK-MCS)构建样本数据与轴承生热的函数关系,在此基础之上使用全局灵敏度计算方法计算轴承结构参数对轴承生热的影响。研究结果表明:在相同轴承结构参数下,采用AKMCS法预测的轴承生热与轴承拟静力学分析模型求得的结果差值均小于0.003W,说明AK-MCS算法的预测结果具有较高的准确性;轴承生热对轴承滚动体直径变化反应最灵敏,轴承内、外圈沟道直径影响次之,轴承内、外圈沟道曲率半径影响最小,该研究能够为轴承结构参数的设计优化和加工精度的选择提供理论依据。

摘要：采用粒子图像测速技术(PIV)和基于雷诺时均纳维尔–斯托克斯方程(RANS)的数值模型研究了斯托克斯2阶波作用下抛石基床矩型潜堤周围的流体分离与涡流结构。越堤前后试验波面发生了非线性变形,迎浪面波形的不对称度和偏度分别为–0.21和0.04,波面前倾,背浪面波形的不对称度和偏度分别为–0.39和0.99,相对于垂直轴和水平轴的不对称性更显著。由PIV数据得到的相平均速度场和涡量场显示,迎浪面和背浪面周期性地生成顺时针涡和逆时针涡,但均未能充分发展,由随后到来的变向水流携带与自由液面或结构表面相互作用而耗散。迎浪区域的涡对运动范围较窄,局限于距离堤面约0.5倍Keulegan–Carpenter数的范围内,波能损耗小,背浪区域的涡对扩散范围较大,局限于距离堤背约1倍Keulegan–Carpenter数的范围内,波能损耗大。迎浪基肩上存在一个小型环流系统,影响范围约2个水质点运动轨迹,可能引起局部冲刷。基于RANS–VOF(volume of fluid)格式构建了数值波浪水槽,借助试验数据探讨了不同造波方法的适用性和海绵层的消能效果,进一步研究了边界层的分离现象。数值结果表明,涡旋的涡量供应主要来自结构表面的剪切边界层,而这些反旋涡量是由前一时刻的分离涡运动引起的逆压梯度诱导生成的。涡旋的生成、泄放、拉伸、对流、耗散会显著改变水下结构物周围的局部流场,进而影响局部冲淤和受力,工程设计中应考虑涡旋引起的复杂流动效应。

摘要：基于设计图纸和现场实测,在HYPERMESH中建立了大跨度钢桁架栈桥的全尺度实体模型,通过网格剖分转化为以壳单元为基础的三维精细化计算模型,导入ABAQUS实现了有限元建模.与现场实测数据对比表明,全尺度精细化有限元模型能够较准确地模拟栈桥结构的动力性能,其精度满足工程要求.