摘要：为了满足空间站环境细胞长期自动培养的需求,研制一款新型细胞自动培养装置,装置由微量泵、多路切换阀等组成。通过设计一款多路切换陶瓷阀,实现仅由一组泵阀自由切换多条液路。通过有限元仿真分析培养液、消化液和裂解液3种液体在多路切换阀内的压力、温度、流速等物理参数分布情况,确定最佳阀位布局,并优化阀体结构,以改善不同液体流入阀腔后分布均匀性。优化后多路切换阀内细胞培养液和消化液的压力和温度分布波动率均小于1%,流速稳定。裂解液温度分布变化在优化前为2℃,优化后小于0.01℃。液体流动更加顺畅,滞留现象减少。仿真结果表明:优化后的陶瓷阀有助于提升空间细胞培养的稳定性和经济性。

摘要：在充分调研国际空间站机械臂人机系统设计的基础上,结合中国空间站机械臂人机协同作业需求,建立了空间站机械臂“管理-设计-验证”全周期人机设计体系,通过人机项目规划、人机功能分配等管理要素,针对性地开展了空间机械臂人机系统详细设计,最后,从仿真分析、地面验证、在轨验证三大方面对人机系统进行了全要素全流程的验证,结果表明空间站机械臂人机系统设计合理,可应用于后续航天员出舱活动,保障航天员出舱活动安全、高效。研究结果将为空间机械臂人机系统设计与验证提供体系借鉴和工程指导。

摘要：目的建立一种基于DeepLabCut(DLC)算法用于评价老年小鼠运动功能的步态分析系统。方法基于深度学习技术中的DLC算法,采用跑台装置和全封闭设计,构建系统软硬件;应用本系统评价不同运动模式下衰老所致小鼠的步态差异;通过相关性分析探究体质量与体长对步态指标的影响。结果本系统实现特定步速下小鼠三维立体步态(侧面和腹平面)的同步分析,自动量化47项步态指标。应用本系统发现,步行时(15 cm·s^(-1)),相比2月龄、8月龄和15月龄小鼠体转角标准偏差下降,前肢摆动时长、膝关节(Knee)角度标准偏差、左后爪和右后爪向外角度平均值增加;15月龄小鼠还出现步频降低,步幅、双支撑总时长、Knee伸展和收缩距离增加。小跑时(20 cm·s^(-1)),15月龄小鼠无法稳定行走,相比2月龄,8月龄小鼠左后爪向外角度平均值和双支撑总时长增加。相关性分析发现,步频、步幅、前肢摆动时长、后爪向外角度平均值、双支撑总时长、Knee角度标准偏差、Knee伸展和收缩距离等指标均未受到体质量和体长变化的影响。结论基于DLC算法的小鼠步态分析系统实现了对老年小鼠步态更加敏感、准确、全面的评价,区分出老年小鼠为维持步态稳定性所表现的步态特征,并筛选出更能反映老年小鼠步态变化的行为指标。为今后更有效评估抗衰老、抗运动协调功能下降药物的药效与副作用提供方法学基础。

摘要：研制一种植物光照系统,以满足植物栽培地面模拟试验的需要。以灯板作为发光单元,组合成光照阵列,通过AC/DC电源模块供电,恒流驱动LED工作,并进行光周期、光强控制和调节,采用冷板及循环冷却液方式对灯板集中散热。通过多次栽培实验证明,该系统结构紧凑、控制简单、调节方便、发光稳定、散热效果好,为36m2的植物提供了适宜的光照条件,满足密闭系统植物正常生长的需要。该植物光照系统的成功研制,为开展空间植物栽培地面模拟试验提供了必备的条件,对下一步空间植物装置光照系统设计具有重要的参考价值。

摘要：现有的应急救援指挥系统存在灾情信息分析效率低下、人机协作过程不够人性化等问题,具备较强自然语言理解能力和多模态理解能力的大型语言模型(LLM)将有望解决上述难题。通过调研LLM最新研究进展和应急救援控制领域对LLM的任务需求并进行梳理和分析,评估了现有LLM应用于应急救援领域的技术成熟度,并就灾情信息分析理解等5个任务场景探讨了可能的LLM应用构建方案和综合构建方案,对LLM技术对应急救援系统的未来发展的影响进行展望。

摘要：在航天领域,警觉度的降低会影响航天员的工效,还可能引发重大安全事故。针对航天领域的警觉度客观检测技术进行研究,设计了多轮次PVT和3⁃back任务结合的警觉度建模实验,并全程采集EEG信号和行为学数据,该实验范式成功诱导了37名志愿者警觉度下降,并伴随着大脑快波成分减少,慢波成分增加,复杂度降低等现象,在额叶、颞叶和枕叶区域变化明显。使用方差分析(ANOVA)结合支持向量机(SVM)对单个特征建模的方法筛选出了6个警觉度敏感特征,在此基础上使用SVM⁃RFECV方法筛选出了12个警觉度敏感导联,最后使用SVM进行警觉度客观检测模型的构建。结果显示:特征筛选前的平均分类正确率为83.10%,在导联筛选后为87.16%,提升了约4%。特征筛选和导联筛选工作有效地提高了模型的综合性能,同时简化了脑电采集流程,减少了后续数据处理的工作量和时间成本。

摘要：目的探索禁食低代谢场景下结合非接触式生理心理检测方法的全流程情绪调适模式,验证非接触式生理及心理检测算法精度,评估面向抑郁、焦虑等负性情绪状态的多模态情绪调适方案效果。方法部署非接触式生理心理检测算法与情绪调适方案,搭建多模态情绪调适系统,采集“绿航星旅Ⅷ”15 d完全禁食人体低代谢实验志愿者生理心理相关数据,并结合指夹式血氧仪与量表结果,验证系统内部署的非接触式生理心理检测算法精度,设计情绪调适实验,设置声音、穴位、磁、组合调适四个组别,比较志愿者调适前后量表评分,验证系统情绪调适效果。结果实验数据显示非接触式心率检测模型的Bland-Altman图差值平均数为﹣0.497 bpm,且95.3%的误差值检测数据处于95%一致性区间内;非接触式心理检测模型对于应激状态、焦虑情绪、抑郁情绪识别准确率均超过80%,疲劳状态、愤怒状态识别准确率超过70%;经情绪调适后,志愿者应激水平得到显著改善(P<0.05),积极情绪得到显著性促进(P=0.005),实时消极情绪评分明显改善。结论非接触式生理心理检测方法能有效识别禁食低代谢场景下志愿者生理及情绪状态,声音、穴位、磁、组合方案能够有效缓解志愿者负面情绪状态,为未来深空探测与地外驻留场景中航天员身心健康管理提供了新的技术途径。

摘要：月球基地在未来具有重要的战略价值,可作为空间安全基地以及航天科学研究的平台。欧洲航天局(ESA)于2015年提出月球村的概念,并于2020年由其并行设施中心(CDF)发表了研究报告《月球村:月球栖息地概念设计》。本文基于该研究报告,首先,介绍了月球村的基本概念,包括其系统划分和总体布局,概述了月球村计划以建造月球栖息地为主要任务的具体实现方案。随后,本文解析了月球村计划的核心——月球栖息地的内部建筑设计与功能分区,并对月球栖息地刚性支撑框架+柔性充气外壳的混合结构特点进行了详细说明。最后,本文从电力、热控、辐射屏蔽三个角度分析了月球栖息地的维保系统设计,为未来的月球基地建造方案和计划提供参考。

摘要：针对空间站出舱活动的任务剖面,从生命保障和人-服能力保障两方面分析得出空间站舱外航天服的功能需求,提出了功能基线.详细阐述了我国空间站飞天舱外航天服的研制原则,并给出了系统及主要功能单元的设计方案和验证方法.相对一代飞天舱外航天服,总结了空间站飞天舱外航天服在人服能力、使用寿命、安全可靠性和在轨维修性等方面的创新性与技术突破.同时,提出了空间站舱外航天服在工效能力、工作效能、使用寿命、电子信息技术及轻量化等方面持续改进的方向,为后续舱外航天服改进设计、登月服及未来行星探测舱外航天服的系统设计提供参考.

摘要：针对传统文本模式存在的需求域与设计域之间信息离散、关联性差、不易追溯等问题,采用基于模型的系统工程(model-based systems engineering,MBSE)方法开展载人登月系统设计。引入美国国防部架构框架(Department of Defense Architecture Framework,DoDAF),提出载人登月总体设计体系结构可执行模型的流程和方法;采用系统建模语言(system modeling language,SysML)建立了视图模型,描述了系统架构、需求模型和逻辑接口。并开展了初步逻辑仿真验证,可为载人登月系统设计和MBSE方法应用提供参考。