摘要：针对采用滤光片转轮配合普通相机实现光谱分离与成像的多谱成像系统体积大,结构复杂,操作不便等问题,本文基于微机电系统技术提出了一种新的多谱成像系统的设计方案和加工方法。该方法将人造复眼结构和多通道彩色滤光片集成在同一块基片上来实现多谱成像结构。该结构具有多个光通道,分别对应红、绿、蓝、近红外4个波段,每个通道能独立获取对应波段的图像信息。以这种复眼结构作为镜头搭建了多谱成像系统并进行了成像实验,获取了多组对比图像。得到的图像说明该结构能够实现预期的色彩分离和多通道成像。由于这种复眼结构高度集成且具有可见光及近红外多波段图像并行捕捉能力,因此在多谱成像领域很有应用前景。

摘要：船用海水淡化装置是远洋船泊的必备设备之一,对产水水质特性及经济性进行研究具有重要的意义。本文设计搭建了一套板式蒸馏造水机性能测试平台,对系统产水pH和电导率随真空度变化规律以及进料水盐度和真空度对产水溶解性固体总量(TDS)的影响进行了研究,同时建立淡水成本数学模型探讨真空度和进料水流量引起的淡水产量变化对造水成本的影响,并进一步分析了油价、水价和渔船航行距离对淡水成本的敏感性问题。结果表明:真空度一定的情况下,进料水盐度升高,系统产水的TDS增大;真空度变化对系统产水pH影响不大,而对系统产水电导率、TDS和淡化水成本影响较大,且随着真空度的升高呈减小趋势。进料水流量为150L/h时,系统产水率最优造水成本最低,造水成本差价对油价的敏感性最高并且造水成本始终低于渔船运输淡水成本。

摘要：机器学习的目标是设计可以根据先验知识和观测数据不断改进其性能的算法.该算法可以帮助机器从大量的数据中提取知识,从而提升其在特定任务上的性能.作为数据驱动的方法,机器学习可以有效利用高通量实验技术产生的大批量生物数据,实现合成生物体的功能预测与智能化设计,改变合成生物学的研究范式.本文首先介绍机器学习在合成生物学领域广泛应用的几个模型及方法,如支持向量机、神经网络、生成式对抗网络、深度强化学习等.然后介绍机器学习方法在合成生物学领域的典型应用,如启动子预测、酶催化设计、代谢途径构建、基因线路设计等.本文综述面向合成生物学的机器学习方法及应用,并试图启发读者如何选择和设计机器学习方法用于合成生物学的研究.

摘要：以实验室从水产动物白斑鱼肠道中分离鉴定的一株唾液乳杆菌SJH-8为研究对象,根据ClassIIb类抗菌肽ABP-118结构基因序列设计引物,以SJH-8基因组为模板可扩增出一段大小为702bp的基因片段,经测序和分析得出SalivaricinSJH-8结构基因与ABP-118的结构基因相似度达95%以上。根据基因序列推测出组成SalivaricinSJH-8的α肽和β肽的氨基酸序列,并进行化学合成。当二者分别存在时无抑菌活性,而将二者等比例混合时可表现出对革兰氏阳性菌的广谱抑菌活性。该细菌素具有较强的热稳定性和pH稳定性,可被胰蛋白酶水解;且经溶血实验证明该细菌素基本不会造成细胞溶血毒性,因此是一种环境友好型抗菌物质,具有作为食品或饲料防腐剂的潜力。

摘要：现有的指静脉识别方法通常以包含静脉分布的灰度图为对象进行算法设计。但由于采集装置的局限性,光照强度的不确定性,手指血管周围组织的复杂性等,原始图像即使经过图像预处理过程,得到的灰度图中依然会存在不规则的阴影和非静脉特征,这可能使得被提取出的静脉特征不具有很好的代表性和区分性,从而降低识别结果的准确性。因此,本文提出以包含指静脉分布的二值图为对象进行算法设计,从而在识别过程中尽可能减少非静脉因素的干扰。在特征提取上采用了适于二值图特征点检测的加速分割测试特征提取算法,提取出静脉纹理边缘中符合要求的像素点作为特征点,进而对检测到的特征点进行向量化描述。同时为了提高匹配的精度,提出了基于圆形邻域的匹配算法,使用加权匹配距离描述图像之间的相似程度。采用山东大学公开的手指静脉数据库进行算法性能测试,平均识别率为0.993,等误率为0.0196。上述结果证明了算法的有效性,为指静脉识别算法设计提供了新的思路。

摘要：多机器人协同作业广泛用于多机协同搬运、冲压、焊接等领域,具有更高的精度,更灵活的工况执行能力。协同系统的插补算法与力/位控制性能共同决定了协同作业的轨迹平滑性和稳定性,也直接影响着系统的承载性能与作业质量。作者针对双机器人协同搬运过程中的力/位控制技术展开了研究。首先,分析了双机器人协同搬运工况的夹持特征和受力状态,建立了协同搬运系统的理想数学模型。接着,依据主从机器人2阶阻尼系统的数学模型,采用双机器人主从协同控制模式,分别设计力/位控制策略;提出主机器人采用基于理想位置的优化模糊自整定位置控制,从机器人采用基于主机器人位置偏差的优化细菌觅食算法的阻尼控制,进行控制模块的设计工作。然后,在MATLAB中编译了细菌觅食算法主体及其代价函数,在Simulink中搭建控制系统。最后,对整个控制器模块进行联合仿真,仿真结果如下:主机器人的最大位置误差缩小到1.53 mm,从机器人的最大力误差缩小到0.038 N。从机器人追踪主机器人的位置误差控制在0.18 mm内,且从机器人可在0.2 s内快速修正主从速度偏差。仿真结果表明:相比常规PD控制,本文所述控制方法可减少约40%的最大追踪误差,且有效消除了力追踪过程中的过零振荡现象,提高了系统的实时追踪动态性能。

摘要：为解决多智能体系统在有限时间跟踪控制过程中受输入饱和影响的问题,本文研究了输入饱和约束下的二阶线性多智能体系统的有限时间一致和跟踪控制.首先在无向通信拓扑下,利用齐次函数,设计了基于单饱和函数的有限时间一致和跟踪控制器.然后,应用李雅普诺夫稳定性理论和代数图论等方法证明了控制算法的稳定性.最后,给出了能够使多智能体系统实现有限时间一致和跟踪的充分条件.仿真结果验证了当系统存在输入饱和约束时,控制器能使多智能体在有限时间内完成跟踪任务.

摘要：针对圆柱磁材外圆磨削加工下料过程的特点,以及某公司对于圆柱磁材磨削加工的要求,设计了一套自动下料系统,以降低公司在该生产线上的人工成本,提高生产效率和产品质量。分析了圆柱磁材的下料过程,论述了自动下料系统的工作原理。

摘要：设计了双因素四组处理(对照组,加螺组,加藻组,螺藻组)的室外受控实验,模拟湖泊沿岸带水华蓝藻的堆积以及底栖螺类的牧食活动对沉水植物苦草生长的影响。结果表明:蓝藻堆积(水体叶绿素a浓度为220μg/L)对苦草的生长具有明显的抑制作用,和对照组以及加螺组相比,加藻组和螺藻组中苦草的相对生长率分别下降了40.9%和36.4%,分株数也分别下降了56.4%和64.1%,分析认为蓝藻在水体表层堆积所产生的遮光可能是抑制底层苦草生长的主要原因。然而,环棱螺能在一定程度上促进苦草的生长,加螺组和螺藻组中苦草的相对生长率和分株数分别要明显高于对照组和加藻组,这可能要归因于螺类的牧食去除了沉水植物表面附着生物。实验中蓝藻堆积和螺类牧食对苦草的各项生长指标均无显著的交互作用,但蓝藻对苦草生长的抑制作用要远大于螺类对植物生长的促进作用。研究证实了在富营养浅水湖泊中,水华蓝藻在湖泊沿岸带的堆积会严重胁迫沉水植物的生长,而底栖螺类的牧食活动则能在一定程度上提高植物在不良环境下的生存能力。

摘要：电化学析氯反应(CER)是氯碱工业电解池和海水电解池的重要阳极反应,具有优异活性与稳定性的尺寸稳定阳极(DSA)是目前主要使用的CER阳极材料.然而DSA电极面临着Ru和Ir等贵金属稀缺性和昂贵价格等问题,故发展非贵金属基高性能CER电催化剂具重要意义.但当前针对非贵金属基CER催化剂相关研究仍然较少,主要挑战在于难以兼顾CER高活性和酸性电解质高氧化电位下的稳定性.本文提出对尖晶石结构的Co_(3)O_(4)进行晶面调控来提高其CER活性和稳定性的策略.通过诱导{112}晶面的形成以取代较为稳定{111}晶面,从而暴露出更高密度的八面体位点(Cooct).在4 mol L^(-1)NaCl(pH 2)作为电解质的条件下,暴露{112}晶面的Co_(3)O_(4)在电流密度为100 mA cm^(-2)时的CER过电位仅为170 m V,远低于{111}晶面Co_(3)O_(4)的330 mV,并优于商业RuO_(2)的320 mV.此外,其具有接近100%的法拉第效率以及优异的稳定性(在10 mA cm^(-2)持续17 h的恒电流测试后,溶解钴浓度仅为8 ppb(1 ppb=1μg L^(-1))).密度泛函理论(DFT)计算也表明{112}面具有对Cl^(-)更优的吸附能.该研究为如何利用晶面合理设计高效的Co基非贵金属CER催化剂提供新的途径.