摘要：目前,大多数的能量收集器从低频运动中只能收集到较少的能量,且能量收集效率较低.低频激励下发电输出能量低是当前限制电磁俘能器多场景应用的关键问题,而电磁感应发电作为目前应用广泛且较为成熟的发电技术,具有高功率输出,被广泛应用于能量收集领域,有望解决这一技术瓶颈.文章提出了一种基于斜齿离合传动系统的电磁式振动俘能器,以系统性解决输出频率低和能量转化时间短的问题.俘能器的机械传动系统由直线−旋转转化模块、牙嵌离合模块和能量存储/释放模块3部分构成,可将外界低频、不规则的瞬时激励(约0.2~5 Hz)转化为高频、连续的单向旋转运动以实现能量转换效率最大化.对所提出的俘能器建立了机电耦合动力学模型并进行实验验证.研究结果表明,俘能器在外界脉冲激励下可以实现开路状态长达30 s的输出;接入负载后惯性旋转运动的最高转速可达750 r/min,并实现了运动频率从0.17~50 Hz的近300倍提升;单层发电模块的峰值功率可达1.25 W,两层发电模块并联输出2.5 W的峰值功率,可实现134 mW平均输出功率.此外,其紧凑高效的传动结构设计使得俘能器可以进一步集成到可穿戴设备中,在人体能量收集领域和构建自供能物联网传感节点等方向具有重要意义.

摘要：根据工件的静力平衡条件与工件-装夹元件之间接触力的方向约束,建立工件装夹方案的力学模型。进一步结合线性规划技术,构建力的存在性分析模型及其求解方法,实现夹紧力是否有解的判断。针对夹紧力有解这一条件,由装夹方案力学模型与线性规划技术推导出力的可行性分析模型及其判断标准,实现给定的夹紧力是否合理的判断。考虑夹紧力的取值范围,以一定步长正向从最小值开始取值,根据当前值与上一次取值之间可行性的差异,确定下一次取值的步长及其方向;若可行性相同则以相同步长继续正向取值,否则以一半步长、反向取值,直至步长的绝对值在阈值范围之内,构建夹紧力变向增量递减的规划算法。该算法将连续型的夹紧力设计问题转化为离散型,不仅利于计算机实现夹紧力的自动化设计,而且还适合于形状复杂的工件。

摘要：装夹布局的合理规划是影响工件加工质量与生产安全的关键因素,为此系统地提出了工件位置偏离的动力学预测模型及其控制方法。首先通过将工件与夹具之间的接触模式等价地转化为线性弹簧-阻尼系统,利用运动学和弹性力学理论推导出工件的振动微分方程,以确定工件在装夹布局中的位置偏离。根据工件与夹具之间的接触为单向这一实际情况,运用胡克定律建立了工件位置偏离的约束条件。通过坐标转换方法,提出在约束条件下振动微分方程的模态分析求解方法,实现工件位置偏离的预测,试验结果表明所提出预测结果与试验结果完全吻合。其次,为使工件位置偏离达到最小,构建工件位置偏离的最小2-范数为目标的装夹布局优化模型,通过以合理装夹布局中工件位置偏离的2-范数为自变量构造个体适应度,提出装夹布局优化模型的遗传算法求解技术。提出的工件位置偏离预测与控制方法,能够避免工件处于非稳定状态下优化模型的求解过程,为复杂工件装夹布局方案的合理设计提供了基础理论。

摘要：水下信息实时传输的需求与日俱增,水声通信和光通信等传统通信手段在传输安全性与稳定性方面具有先天难以弥补的劣势,且在传输速率方面难以形成突破,因此亟待对新技术进行研究。为解决此问题,近年一些学者提出一种新机理、新材料和新工艺的小型化天线,有望实现低频天线在尺寸和性能上的跨越,实现水下通信技术的变革。该文对此类声波激励小型化天线进行研究。首先阐述并建立了天线辐射机理及理论模型,分析了不同材料参数对天线性能的影响;然后根据模型参数设计加工了基于铌酸锂(LiNbO_(3))晶体的压电型声波激励天线样机,实验结果表明在40.83 kHz谐振频率处,与同尺寸单极子天线相比,其接收电压峰值为后者的22倍,辐射效率为400多倍;最后对天线进行了方位测试和辐射效率计算。上述结果表明:基于压电晶体的声波激励天线技术在低频段小型化、机动化水下无线通信设备的应用中具有巨大潜力。

摘要：工件的可达/可离性反映了将工件安装到/脱离出夹具装夹布局的可能性,分析可达/可离性有助于在工件上正确选择装夹表面和装夹点。为此依据工件与装夹元件的实际接触或装配情况,利用泰勒定理提出了工件可达/可离性模型。通过将工件安装到/脱离出装夹布局的可能性等价于可达/可离性模型的解的存在性,借助任意数可表达为两个非负数之差这一数学技巧作为桥梁,将工件可达/可离性模型的解的存在性问题转化为线性规划问题,提出了工件可达/可离性的判断方法。尤其是在判断可达/可离性模型有解的情况下,继而考虑了工件安装到/脱离出装夹布局的方向性。在此基础上,进一步将可达/可离的方向性转化为可达/可离性模型的通解,由此构建了求解线性不等式方程组的Γ-算法。这个"先有解-再求解"的算法仅涉及到装夹元件在工件表面处的位置与单位法矢量信息,不仅适用于形状复杂的工件,而且避免了可达/可离性模型无解情况下依旧求解的局限性,同时也拓展和丰富了自动化夹具设计的理论基础。

摘要：通过对籼稻黄华占EMS(甲磺酸乙酯)诱变,筛选得到一隐性核不育的水稻雄性不育突变体osms55,遗传分析表明该突变体为单基因控制的隐性核不育,采用高通量的Illumina Infinium iSelect SNP(50 K)芯片检测技术鉴定该突变体的遗传背景,确认该突变体的遗传背景与黄华占一致。文章利用改进的MutMap方法成功克隆该雄性不育基因,突变位点与突变表型的共分离分析表明LOC_Os02g40450(MER3)是控制osms55突变体雄性不育的基因,该基因的剪切识别位点发生变异后导致剪切异常,造成第5外显子缺失15个碱基,从而产生雄性不育。改进的MutMap方法无需精确组装的野生型基因组序列作对照,而是通过将定位群体中有突变表型植株的DNA pool和野生型植株DNA的重测序结果分别与日本晴参考基因组进行比对,然后再比较突变体和野生型的差异SNP来确定候选基因,该方法大大降低了野生型基因组测序和组装成本,进一步扩大了MutMap方法的应用范围。

摘要：针对传统的道路交通事故现场勘测主要依靠人工作业存在的工作效率低、人为因素影响等诸多不足,本文利用超低空无人机在道路交通事故现场勘查中多角度信息采集的优势,设计了基于超低空无人机航拍道路交通事故现场三维建模勘测系统,对所涉及的三维建模方法、交通事故现场勘测成图方法等关键内容进行了论述,最后以模拟交通事故场景下的无人机航拍图像,对所设计的道路交通事故三维建模勘测系统进行了验证,结果表明设计方案可行。

摘要：采用小样本学习技术设计了基于CSI的场景鲁棒性跌倒检测系统(FDFL,fall detection system based on few-shot learning)。现有基于Wi-Fi无线信道状态信息(CSI,channel state information)的跌倒检测方法跨场景应用性能退化明显,通常需要在每个应用场景采集并标记大量的CSI样本,给大规模部署造成极高的成本。为此,引入了小样本学习的方法,可以在陌生场景标注样本数量不足的情况下仍然保持高准确率的跌倒检测性能。所提FDFL主要分为源域的元训练和目标域的元学习两个阶段。源域的元训练阶段包含数据预处理和分类训练两个部分,数据预处理阶段将采集的原始CSI幅度和相位数据进行去噪、分段等操作;分类训练阶段利用大量处理好的源域数据样本训练一个基于卷积神经网络的CSI特征提取器。在目标域的元学习阶段,基于元训练模块中训练的特征提取器对目标域中采样的少量标注样本进行有效的特征提取,进而训练生成一个轻量型机器学习分类器对跨场景下的跌倒行为进行检测。通过多个不同场景下的实验,FDFL在只需要目标域少量样本下即可以实现对跌倒、坐着、步行、坐下的四分类任务达到95.52%的平均识别准确率,并且对测试环境、人员目标、设备位置等因素的变化保持鲁棒的检测准确性。

摘要：为了解决移动边缘计算网络中计算资源日益紧缺的问题,设计了一种基于用户协作的边缘计算资源分配机制,充分利用用户之间的空闲计算资源,有效提升系统整体的数据处理性能。以最大化用户的效用函数为目标,将目标优化问题建模为一个关于用户任务卸载决策和本地计算通信资源的联合优化问题,并结合深度学习技术和凸优化理论,提出了一种混合深度学习-优化算法对目标问题进行求解。仿真结果表明,相较于对比算法,所提算法能使用户的效用提升至少85.4%,并能在亚秒级的时间内实现用户效用的近似最优化。

摘要：背景:第10号染色体缺失的磷酸酶及张力蛋白同源基因(phosphatase and tensin homologue deleted on chromosome 10,PTEN)是一种抑癌基因,可以通过调节PI3K/AKT/mTOR等信号通路在细胞增殖凋亡中起到作用。最新研究证实,PTEN可在脊髓损伤、周围神经缺损等骨科疾病中起到重要作用,而相关的细胞模型却鲜有报道。目的:构建携载大鼠PTEN基因的慢病毒载体,建立PTEN基因表达降低的RSC96施万细胞系模型。方法:设计大鼠PTEN基因RNAi序列,将其构建并包装成可转染的慢病毒,转染RSC96施万细胞后,通过RT-PCR检测RSC96施万细胞中PTEN基因的表达情况。结果:成功构建病毒滴度为8E+8TU/ml的PTEN-RNAi慢病毒,将其转染RSC9施万细胞后,细胞中PTEN基因的相对表达量为0.2322±0.0187,敲减效率为76.78%,与阴性对照慢病毒转染组(1.0044±0.0022)相比,差异有统计学意义(P<0.01)。结论:成功建立PTEN基因表达降低的RSC96施万细胞系模型,为研究PTEN基因相关的创伤骨科、脊柱外科、手外科疾病提供实验基础。