基于机器视觉的扫地机器人设计

该文针对扫地机器人工作过程中无差别清扫的问题,结合机器视觉、电机操控技术、传感器技术等相关技术的应用,设计了一个新型扫地机器人。该设计实现了对垃圾的识别和分类,对不同类别的垃圾可以做出不同反应。该设计相比于传统扫地机器人,有效地提高了清扫效率,节约了电能,降低了扫地机器人对工作环境的要求。同时,无线遥控部分的引入实现了重点清扫的功能。经过800次现场调试,功能完成度可达96.5%,调试结果表明,所设计机器人的实时性、准确性和稳定性均达到了设计要求。     

基于特征累积的语义分割网络设计

语义分割是一种像素到像素的图像分类任务。而现有方法在处理此类问题时,往往忽略了不同图像之间类别分布的相似性。因此,该文提出了一种基于特征累积的语义分割网络,能够在训练的过程中,使用动量累积的方式,根据每张图像上不同的类别特征,拟合整个数据集的特征分布。除此之外,为了适应通用数据集中复杂的自然环境,该网络尝试对同一类别的特征聚类进行更深层次的划分,并且取得了较好的效果。与同样使用特征通道信息的OCRNet相比,使用ResNet作为骨干网络的情况下,该模型在Pascal Context数据集上平均交并比（mIoU）和平均准确度（mAcc）分别可以提升0.34%和0.64%;实验证明了这一优势在不同数据集、不同骨干网络中同样存在。     

基于高斯混合模型的火焰检测算法

火灾作为对社会和环境危害最大的灾难,一直是人们重点防范的对象.但目前现有的火灾预警系统都存在误报率过高的问题.因此,文中提出了一种基于火焰闪烁动力学的火焰检测框架.在该框架中,火焰颜色分布模型采用高斯混合模型.此外,采用概率显著性分析方法和一维小波变换提取运动显著性和滤波后的时间序列作为特征,描述火焰的动态特性和闪烁特...     

免疫“分子机器”的金属干预

免疫“分子机器”的识别与调控是免疫系统有序工作的关键.金属元素作为机体必需的营养物质,具有独特的化学性质,可以通过不同机制广泛地影响和干预免疫“分子机器”.本文站在细胞内、外不同的免疫”分子机器”的角度,总结了金属对免疫“分子机器”的直接干预和间接影响,阐释了不同免疫“分子机器”中金属元素的重要作用,提出了目前相关研究的不足及其历史成因.最后,本文通过分析金属干预的化学特性,提出要结合近年来新兴的研究手段从全局性、特异性和可变性等方面进行研究,为免疫“分子机器”的金属靶向干预提供了新的见解.     

超分子机器的现状与发展趋势

人工分子机器的未来是什么?一种公认的发展趋势是面向未来智能应用的仿生可做功型软物质材料.近年来对于该领域的基础探索已初现端倪,尤其是利用超分子化学的策略,在人工分子机器的基元骨架上引入非共价组装位点,进而促进人工分子机器从离散式的运作模式集成、组装、放大至更高尺度的宏观层面,以此实现分子尺度微观运动的动态性集群式放大至宏观层面,引起超分子组装软材料的刺激响应性行为甚至是对外做功.本文将聚焦“超分子机器”这一论题,总结、讨论该领域的国内外发展现状,并展望未来发展面临的机遇和挑战.     

精准设计的纳米机器药物及其抗肿瘤应用

纳米医药是当今生物和医学研究最具创新活力的领域之一,尤其是在恶性肿瘤等复杂难治疾病的治疗中展现出广阔的应用前景.随着纳米生物技术近年来的快速发展,能够在活体环境执行精密、复杂操作的纳米生物机器受到高度关注.本文总结了我们团队在抗肿瘤纳米机器药物方面的科研工作,从精准设计、体内操控和创新性治疗等方面,系统性介绍了基于核酸、多肽、膜结构等生物模块的纳米机器药物设计策略,讨论了不同类型纳米机器药物在肿瘤治疗中的优势,并结合当前肿瘤临床治疗的重点发展方向,讨论了纳米机器药物对治疗范式创新的潜在推动作用.     

蛋白质分子机器的结构动态的多尺度多方法研究

蛋白质构成了生物体内最重要的分子机器,对蛋白质分子机器动态特性的了解、运作机制的揭示有助于实现对其功能的调控.本文对蛋白质分子机器结构动态的研究方法进行了全面而系统的综述,从空间分辨率、时间尺度、离体与原位等角度,对不同方法的特点和应用进行了深入的分析,指出了它们的优势和不足以及多方法整合联用的策略.文章还对未来蛋白质分子机器结构动态研究的发展方向进行了展望,提出了前瞻性的观点.     

基于机器视觉的路面裂缝病害多目标识别技术

本文主要研究了基于机器视觉的路面裂缝病害多目标识别技术。随着社会的进步和时代的发展,传统使用人工识别路面裂缝病害的方法越来越表现出影响交通、准确度低、高成本、高危险的弊端,已经远远不能满足公路发展要求。近年来,随着图像识别技术和信息技术的日益发展,使用机器视觉识别路面裂缝病害的多目标识别技术的研究越来越多,本文主要阐述了基于机器视觉的路面裂缝病害多目标识别技术的相关概述,介绍了路面裂缝多病害和识别方法,对多语义机器视觉识别和多目标识别进行了研究,以期为高速公路的路面裂缝病害识别新模式提供进一步参考。     

基于机器视觉的钨棒曲面缺陷检测方法

本文重点设计了一套基于机器视觉的钨棒曲面缺陷检测与分类方法,有效解决了钨棒曲面缺陷肉眼检测分类效率低、误检率高、容易漏检等问题。首先设计了钨棒图像采集平台,用于获取钨棒曲面图像;然后通过Gamma校正、Otsu-Canny算法、形态学闭运算等图像处理技术提取缺陷区域图像;接下来利用灰度共生矩阵计算缺陷区域图像的纹理特征参数;最终用SVM支持向量机对钨棒曲面缺陷进行分类预测。实验预测结果表明,该系统对钨棒曲面缺陷分类准确率可达93.33%,能够基本满足工业现场需求,具有较高推广价值。     

两关节压力驱动柔性仿生机器鱼的设计与仿真

为研究设计一种柔软度高、环境适应性强的新型仿生机器鱼,模仿鲨鱼外形及鲔科鱼类的游动姿态,设计了一种采用液压柔性驱动结构的仿生机器鱼.针对单关节液压驱动柔性机器鱼存在其C型摆动姿态不符合鲔科鱼类摆动规律的问题,采用两关节液压柔性驱动模拟鱼类S型摆动,并根据液压柔性驱动器原理设计仿生鱼的内部结构.依据理论波动方程确定机器鱼的摆动幅值,借助数值模拟计算施加在柔性驱动器内部的压强载荷大小,并分析计算液压柔性驱动器的驱动效率.应用有限元分析软件模拟仿生鱼在流体中的自主游动过程,并将两关节机器鱼与单关节机器鱼的自主巡游过程进行对比仿真,获得两种机器鱼在流体中自主巡游时的运动姿态、游动速度及流场情况.结果表明,在相同的频率与尾鳍摆幅下,两关节柔性机器鱼的巡游平均速度为0.29 BL/s(BL为鱼体体长),高于单关节机器鱼巡游平均速度0.15 BL/s,且由速度矢量图可得出两关节仿生鱼的S型摆动姿态更接近真实鱼类摆动规律,并在运动过程中会产生一系列离散的反向卡门涡街,推进效率高.