摘要：镁与镁合金具有密度较小、比强度高和易加工等优点,随着科技水平的不断进步,航空航天等领域对镁合金的性能要求越来越高,镁基复合材料的发展与研究日益受到高度重视。而搅拌摩擦加工技术(Friction stir processing,FSP)由于具有低成本、高效率与绿色节能等独特优势,在航空航天与汽车等领域有着广阔的应用前景,已成为复合材料制造领域热门研究之一。近年来国内外研究人员尝试通过搅拌摩擦加工技术对不同类型的增强体与镁合金进行加工从而制备出了许多性能优异的复合材料。目前,主要增强体分为颗粒、纤维、石墨烯等,针对镁基复合材料搅拌摩擦加工的国内外研究进展展开综述,对适用于镁基复合材料的搅拌摩擦加工技术及其基础问题研究、加工工艺对复合材料组织与性能的影响等方面的重要研究成果进行举例和分析,进一步提出了镁基复合材料搅拌摩擦加工技术研究的发展方向,以期为搅拌摩擦技术在镁基材料加工领域的研究和应用发展起到指导作用。

摘要：随着我国人口老龄化的加剧,人们对于健康监测的需求逐步提高,步态分析作为分析个体生理信号和提供人体物理信息的重要评估工具,在疾病诊断、预防跌倒、康复、人机交互等领域的应用日益广泛.本文首先介绍了步态分析的重要性和足底压力监测的研究现状,以及各种足底压力监测系统的特点.其次,总结了足部生理特征,即足底压力中心点和步态相位的常用划分方法;分析了用于足底压力监测的各种柔性压力传感器——其材料及特点、集成和连接方式,概述了常用的步法识别算法.最后,对足底压力监测系统的设计方向以及进一步研究提出了建议.

摘要：以氧化铟锡(indium tin oxide,ITO)为代表的透明导电氧化物(transparent conducting oxide,TCO)在当前光电器件中的重要性日益增长.通过在TCO中引入金属网格构成复合电极,可以在保持良好透明性的前提下有效提升电学性能,同时降低对铟的需求量,并为可穿戴设备所需的柔性电极提供可能方案.对此类电极的电学性能分析,如复合电极方阻随金属网格结构参数的变化,可为电极设计与制备提供基本的出发点,但相关理论尚十分缺乏.本文针对典型的方孔方格型金属网格-TCO复合电极,分别展开基于瑞利模型和基于有限元仿真的电学性能分析.结果表明,孔型近似导致的金属通道显著畸变是复合电极的电学计算中瑞利模型在中高开口率下失效的主要原因.据此,我们采用格型修正,通过提升瑞利模型中的原胞外边界对称性来改善金属通道的畸变.与电极仿真的对比表明,修正后瑞利模型的适用范围明显扩大,其结果可与实验数据很好地拟合,为此类复合透明电极的电学数据分析与结构设计提供了简洁高效的理论工具.

摘要：深度神经网络可通过训练从大脑图像中预测年龄,作为识别衰老相关疾病的生物标志物.传统的脑龄预测方法往往依赖于单一模态的图像数据,而多模态数据可提供更全面的信息,提高预测精度.然而,现有的多模态融合方法往往不能充分利用不同模态之间的相关性和互补性.为了克服上述问题,文中提出基于多模态模糊特征融合的脑龄协同预测算法(CMFF),设计模糊融合模块和多模态协同卷积模块,可有效利用多模态信息之间的相关信息和互补信息.首先,利用卷积神经网络从多模态脑图中提取特征张量,径向拼接后整合到一个全局特征张量中.然后,利用模糊融合模块学习被模糊化的特征,再将特征应用到多模态协同卷积模块,通过特定的卷积层增强模态间的互补信息.最后,基于性别信息和经过模糊协同处理的特征执行年龄预测回归任务,得到准确的预测年龄.在SRPBS多重障碍MRI数据集上的实验表明,CMFF性能较优.

摘要：低损耗、长带宽、时间可控的声波延迟线在音频、射频、声表面波信号处理等领域具有非常广泛的应用,然而设计满足上述三点特性的声延迟线是一项极具挑战性的工作.近年来,量子力学中的宇称时间(parity-time,PT)对称概念被引入到声学系统中,其散射矩阵在特殊点处的实数本征值揭示了声波在此类系统中可实现宽带的无损传输,且传输相位可调.本文设计了一种由一对PT对称的导纳超表面及夹在中间的等效声学介质组成的声学系统,通过设置导纳超表面参数调节其工作机制,从而实现了两类互补的特殊点.其中防反射层模式下的特殊点导致了一种声波延迟线的形成,而相干完美吸收-激“声”模式下的特殊点则用于设计一种罕见的声波超前线.由于此声学损耗-增益超表面在自然界中是不存在的,本文利用可主动控制的电热声碳纳米管薄膜来模拟它.仿真结果表明,PT对称系统是实现低损耗、长带宽且时间可控的声波超前/延迟线的优良载体,其应用可扩展至包括光学、力学、弹性波等诸多波动领域.

摘要：为增强拉索攀爬机器人在不同风载环境下的适应能力,提出了一种机器人-拉索-风耦合系统的动力学建模与分析方法.首先,利用磁流变液体的固液转换特性,设计了具有输出力连续可调功能的阻尼器,并将其应用于拉索攀爬机器人.其次,分析拉索载荷,建立了机器人-拉索-风耦合动力学模型.然后,通过有限元分析,获得阻尼器中磁流变液产生的阻尼力变化范围为0~153.45 N,与理论模型一致.同时,利用动力学模型的数值仿真得到了阻尼器的建议工作电流分别为0.1 A (3级风)和0.3 A (6级风).最后,为了验证以上理论,分别对阻尼器和拉索攀爬机器人进行了性能测试实验.结果表明,与理论值相比,该阻尼器实际输出力的平均相对误差不超过3.22%.将其安装到机器人上,可将速度波动范围降低83.7%,能显著提高机器人的爬升稳定性.

摘要：为提升苹果自动化采摘、分拣效率,设计了一种基于机器视觉的苹果自动采摘分拣系统。为设计该系统,首先基于对采摘机器人机械手和末端执行器结构、机械手避障的分析,提出采摘机器人的苹果采摘流程;然后,搭建了基于实时数据处理的苹果自动分拣平台,该平台由两类传送带、可编程逻辑控制器、个人计算机和带有机器视觉、称重传感器和控制面板单元的封闭舱等组成。为验证所构建苹果自动分拣系统的有效性,对来自3个不同苹果品种的183个苹果进行了试验。试验结果表明,所构建的苹果自动采摘分拣系统对苹果按照颜色、尺寸分拣的准确率分别达到96.17%和92.77%,按重量分拣时对苹果重量的估算误差只有5.44克,同时还可对结痂、污点、腐烂等缺陷区域进行100%准确检测。所设计的苹果自动采摘分拣系统具备较高采摘分拣效率,从而对促进苹果产业的发展具有一定实用价值。

摘要：化学链燃烧技术是一种新型的近“零碳”排放燃烧技术,载氧体在化学链燃烧反应过程中发挥着载氧和传热的双重作用。以活性催化组分为载体,通过调谐微观结构提高Fe基载氧体的反应性能是目前化学链领域的研究热点之一。基于密度泛函理论,以CeO_(2)为活性催化载体,对Fe基载氧体进行催化调谐。通过优化构建组合物模型,系统分析了组合物模型中Fe_(2)O_(3)团簇不同点位吸附CO的态密度、吸附能、差分电荷密度和活化能等电子结构特性参数。研究结果表明,Fe_(2)O_(3)团簇的电子向CeO_(2)(111)表面转移,Fe_(2)O_(3)团簇的吸附能为-3.92 eV,Fe2O3团簇与CeO_(2)(111)表面稳定结合;态密度(DOS)分析发现负载后的Fe_(2)O_(3)团簇p和d轨道在-8~0 eV电子向费米能级方向迁移,表明吸附作用增强。Fe_(2)O_(3)团簇p和d轨道中电子减少,现存电子向高能级跃迁,Fe_(2)O_(3)团簇电子活性增强,CO分子在Fe_(2)O_(3)/CeO2复合载氧体的Fe_(2)O_(3)团簇3个吸附位反应的活化能均降低。此外,CeO_(2)(111)增强了CO在Fe_(2)O_(3)团簇Fe顶位的吸附作用,吸附能由-0.33 eV增至-1.78 eV;同时,削弱了在O顶位的过强吸附作用,吸附能由-2.69 eV降至-2.32 eV,有利于后期CO_(2)分子脱离Fe_(2)O_(3)团簇表面,从而有效调谐Fe2O3团簇整体对CO的吸附效果,为Fe基载氧体的设计制备和优化调谐提供理论指导。

摘要：为了减少机器人工作路径长度和拐点数量,提出了基于异构串行蚁群算法的路径规划方法。介绍并改进了栅格模型的投影、膨化和编码过程;以减少工作路径长度和拐点数量为目标,建立了机器人导航路径的优化模型。分析了标准蚁群算法原理,依据起点和目标点位置的先验知识,引入了信息素非均匀初始化方法;在概率公式中添加了角度启发因子;并在蚁群中加入具有全局通视能力的蚂蚁,提出了异构蚂蚁串行策略。在(10×10)和(20×20)规模栅格中,将异构串行蚁群算法用于机器人路径规划,与标准蚁群算法和文献[12]超强启发算法相比,异构串行蚁群算法规划路径长度最短,且拐点数量远小于另外两种算法。仿真结果表明异构串行蚁群算法在机器人路径规划中具有优越性。

摘要：汽车配件生产需要工人一个个目测汽车紧固卡扣是否缺装,但这种人工目测识别效率非常低。针对这个问题,文章在YOLOv3-tiny网络中融合了空间和通道注意力机制,并用K-Means聚类找出最佳的Anchor Box。与YOLOv3相比,该算法检测准确率有显著提升,速度提高了3倍。最后用Lucas-Kanade光流法和延迟精准机制,实现了对汽车紧固卡扣的跟踪和识别。在几个视频序列实验中,文中算法的MOTA(Multiple-Object Tracking Accuracy)较其他算法提高了约(3.7~7.5)%。在200次实验中,汽车塑料组合件和紧固卡扣识别正确率达到了100%。