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人工智能在机器人辅助手术中的应用

机械工程学报 2024年

作者：马伟佳朱小龙刘青瑶段星光李长胜工业和信息化部产业发展促进中心北京理工大学机电工程学院北京理工大学医学技术学院

机器人辅助手术旨在通过机器人系统协助医生实施外科手术，近年来受到越来越多的关注。人工智能的快速发展加快了机器人辅助手术向微创、智能和自主化的方向发展。综述了人工智能在机器人辅助手术中的应用，从医学图像处理、手术规划与... 详细信息

机器人辅助手术旨在通过机器人系统协助医生实施外科手术，近年来受到越来越多的关注。人工智能的快速发展加快了机器人辅助手术向微创、智能和自主化的方向发展。综述了人工智能在机器人辅助手术中的应用，从医学图像处理、手术规划与导航、手术机器人运动控制与决策三方面进行总结。借助人工智能技术，医学图像处理的应用使医生更准确地获取具有更高清晰度和更直观立体的影像数据，对病灶和组织进行准确的分割和对齐，以及自动识别和分析医学图像中的病变或异常区域。人工智能在手术规划与导航方面的应用使外科医生可以更准确地规划手术方案，并提供精确的导航引导。通过结合患者的个性化数据和医生丰富的手术经验，人工智能可以帮助医生预测手术风险，并为手术过程中的精确定位和灵巧操作提供实时指导。手术机器人运动控制与决策方面的应用使机器人在手术中能够更有效地执行任务，并做出智能化决策。人工智能算法可以实时分析手术场景的复杂信息，辅助机器人进行精细的运动控制。分析了人工智能在机器人辅助手术的发展机遇和挑战，以对未来人工智能对机器人辅助手术研究的指导和启发。

关键词：人工智能机器人辅助手术医学图像规划与导航控制与决策

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民间美术资源在小学美术教学中的应用

小学生(下旬刊) 2024年第2期 121-123页

作者：衡佳江苏省阜宁县郭墅中心小学

在小学美术教学中应充分利用民间美术资源，重视艺术的民族性以及社会性，使学生对民间美术资源有更深入的了解，从而进一步培养学生民族感与艺术感。现阶段，我国民间美术资源相当丰富，怎么才能将民间美术资源融入小学美术教学中，是... 详细信息

在小学美术教学中应充分利用民间美术资源，重视艺术的民族性以及社会性，使学生对民间美术资源有更深入的了解，从而进一步培养学生民族感与艺术感。现阶段，我国民间美术资源相当丰富，怎么才能将民间美术资源融入小学美术教学中，是当下需要实际考虑的问题。在新课标要求下，美术课程要结合经典文化艺术遗产进行教学，为培养学生文化素养打下基础。通过民间美术资源的有效融入，不仅能提高学生的审美能力，还能帮助学生深入了解民族文化，有效培养学生民族自豪感，使学生积极传承与弘扬民族文化。

关键词：民间美术资源小学美术人文艺术

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可穿戴超声系统的研究进展

应用声学 2024年第3期43卷 678-688页

作者：宋珅衡佳鸣王宁浩崔崤峣简小华中国科学技术大学生物医学工程学院(苏州) 合肥230022 中国科学院苏州生物医学工程技术研究所苏州215163

近年来伴随着移动医疗的兴起,以及新材料、集成电路、人工智能领域的不断进步,可穿戴设备在医疗领域得到了迅猛的发展。超声技术作为一种快速、简便和安全的诊疗工具,自诞生之日起就在医疗领域有着众多应用。可穿戴超声系统综合了可穿... 详细信息

近年来伴随着移动医疗的兴起,以及新材料、集成电路、人工智能领域的不断进步,可穿戴设备在医疗领域得到了迅猛的发展。超声技术作为一种快速、简便和安全的诊疗工具,自诞生之日起就在医疗领域有着众多应用。可穿戴超声系统综合了可穿戴设备和超声技术的优点,有着巨大的发展空间。该文概述了可穿戴超声系统的发展背景和系统组成,着重介绍了近些年来可穿戴超声系统在医疗监测和治疗领域的应用成果,并对可穿戴超声系统的发展前景进行了展望。

关键词：可穿戴设备超声技术超声监测超声治疗

双自由度D形截面柱体流致振动的二维数值模拟

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船舶力学 2024年第6期28卷 896-906页

作者：宋吉宁李壮蒋学炼金瑞佳刘宇航邓钰瑶天津城建大学天津市软土特性与工程环境重点实验室天津300384 交通运输部天津水运工程科学研究所港口水工建筑技术国家工程研究中心天津300456

本文研究了D形截面柱体在顺流向和横流向两个自由度下的流致振动特性,迎流角为90°,质量比为2.6,雷诺数为370~3685,应用RANS方程采用SST k-ω湍流模型和Newmark-β法求解水流运动和柱体运动,入口流速采用匀加速法,检验了数值模型的网格... 详细信息

本文研究了D形截面柱体在顺流向和横流向两个自由度下的流致振动特性,迎流角为90°,质量比为2.6,雷诺数为370~3685,应用RANS方程采用SST k-ω湍流模型和Newmark-β法求解水流运动和柱体运动,入口流速采用匀加速法,检验了数值模型的网格和时间步长敏感性,并与相关文献的实验结果进行对比,验证了数值模型的可靠性。基于计算结果,系统分析了D形截面柱体的振幅、振动频率、水动力系数、尾涡脱落模式,以及平均位置偏移情况。结果表明,双自由度D形截面柱体在约化速度为8~14的区间内表现为涡激振动-驰振模式,尾涡多为2S和S+2S交替脱落,双自由度振幅比单自由度有显著的增大。升力主要偏向截面的直线边一侧,且升力出现了多个倍频。横流向和顺流向平均偏移量最大都可达到一倍特征长度以上。

关键词： D形截面不对称迎流流致振动双自由度

城市轨道交通换乘站位置对乘客换乘路径选择的影响

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城市轨道交通研究 2024年第4期27卷 56-60页

作者：蒋黎包佳瑶高明朱炜同济大学交通运输工程学院上海201804 上海市轨道交通结构耐久与系统安全重点试验室上海201804 南昌轨道交通集团有限公司运营分公司南昌330038

[目的]城市轨道交通乘客实际出行中存在一些不宜量化的因素(如换乘站在线网中的位置等)。这些因素难以量化折算为城市轨道交通多路径概率选择模型中的出行路径阻抗,需要研究这些因素对乘客路径选择的影响。[方法]根据换乘站在城市轨道... 详细信息

[目的]城市轨道交通乘客实际出行中存在一些不宜量化的因素(如换乘站在线网中的位置等)。这些因素难以量化折算为城市轨道交通多路径概率选择模型中的出行路径阻抗,需要研究这些因素对乘客路径选择的影响。[方法]根据换乘站在城市轨道交通路径中的位置将换乘站划分为居路径前段、居路径中间、居路径后段三类。基于手机信令获取得到的上海轨道交通线网乘客出行数据,选取其中的典型OD(起讫点)对及符合研究要求的换乘站,将多路径概率选择模型计算得到的选择比例与路径实际选择比例进行对比,分析得到不同换乘站类型对乘客换乘路径选择的影响规律。[结果及结论]与居路径中间换乘站相比,乘客更趋于选择在居路径前段、居路径后段的换乘站进行换乘,其路径实际选择比例较模型计算选择比例约高10%。构建多路径概率选择模型时,不能简单地将换乘因素量化折算为阻抗,应对各换乘因素进行综合考虑。

关键词：城市轨道交通换乘站位置换乘路径选择手机信令数据

基于生境网络构建优化的生物多样性保护规划途径研究

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中国园林 2024年第5期40卷 111-117页

作者：周燕刘梦瑶禹佳宁罗巧灵武汉大学城市设计学院规划系武汉430072 武汉大学测绘遥感信息工程国家重点实验室武汉430072

城市绿色空间是承载生物多样性的关键,以其为基础构建生境网络有助于整合破碎绿地斑块,促进物种交流与迁徙,为生物多样性保护提供基础。现有生境网络构建过程中存在依赖单一模型、忽略区域实际物种情况、网络构建的工作路径尚未统一、... 详细信息

城市绿色空间是承载生物多样性的关键,以其为基础构建生境网络有助于整合破碎绿地斑块,促进物种交流与迁徙,为生物多样性保护提供基础。现有生境网络构建过程中存在依赖单一模型、忽略区域实际物种情况、网络构建的工作路径尚未统一、输出成果难以与上位规划衔接并在规划层面进行实践应用等问题。在明确生物多样性保护规划工作内容与目标的基础上,综合运用生境质量分析、地理探测器、最小累积阻力模型等模型方法,识别区域生境源地和廊道,并在考虑区域指示物种的基础上补充重要生境节点,构建面向生物多样性保护的生境网络,系统优化了“源地识别-廊道模拟-节点提取-网络构建”的网络构建方法;以对接国土空间规划下的绿地系统专项规划为目标,将生境网络构建结果通过红线比对、绿地分类匹配等途径,从空间管控角度提出保护措施,实现与绿地系统规划的有效衔接,构建统一规范的生物多样性保护规划工作路径,以通城县为例验证工作路径的可行性,优化面向生物多样性保护的生境网络构建方法,为县域绿地系统规划与生物多样性保护规划提供科学依据。

关键词：风景园林生物多样性生境网络构建生境质量绿地系统规划

基于TPA‑MBLSTM模型的超短期风电功率预测

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电力科学与技术学报 2024年第1期39卷 47-56页

作者：蔡昌春范靖浩李源佳何瑶瑶河海大学人工智能与自动化学院江苏常州213022 河海大学信息科学与工程学院江苏常州213022 河海大学江苏省输配电装备技术重点实验室江苏常州213022

风速变化的间歇性和波动性给风功率的精准预测带来极大挑战,充分挖掘风电功率与风速等关键因素的内在规律是提高风电功率预测精度的有效途径。提出一种结合时间模式注意力(time pattern attention,TPA)机制的多层堆叠双向长短期记忆网... 详细信息

风速变化的间歇性和波动性给风功率的精准预测带来极大挑战,充分挖掘风电功率与风速等关键因素的内在规律是提高风电功率预测精度的有效途径。提出一种结合时间模式注意力(time pattern attention,TPA)机制的多层堆叠双向长短期记忆网络的超短期风电功率预测方法。首先,利用基于密度的含噪声空间聚类方法(den⁃sity based spatial clustering with noise,DBSCAN)和线性回归算法进行风功率数据集的异常值检测,利用k最邻近(k⁃nearest neighbor,KNN)插值法重构异常点数据;其次,综合考虑风电功率与各气象特征的内在关联性,在MBLSTM网络中引入TPA机制合理分配时间步长权重,捕捉风电功率时间序列潜在逻辑规律;最后,利用实验仿真数据进行分析验证本文方法的有效性,该方法能够充分挖掘风功率与风速影响因素的关系,从而提高其预测精度。

关键词：风电功率预测时间模式注意力机制多层堆叠双向长短记忆网络异常数据检测基于密度的含噪声空间聚类方法线性回归

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基于格子Boltzmann方法的钉扎螺旋波反馈控制

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物理学报 2024年第4期73卷 78-87页

作者：赖瑶瑶陈鑫梦柴振华施保昌华中科技大学数学与统计学院武汉430074 华中科技大学工程建模与科学计算湖北重点实验室武汉430074 华中科技大学数学与应用学科交叉创新研究院武汉430074

螺旋波是心室跳动过速和纤维性颤动的根源,钉扎螺旋波相对于自由螺旋波来说更难消除.本文采用格子Boltzmann方法求解,以FitzHugh-Nagumo模型为对象,研究了使用反馈控制法消除钉扎螺旋波.数值结果表明,无论钉扎螺旋波钉在圆形障碍物还是... 详细信息

螺旋波是心室跳动过速和纤维性颤动的根源,钉扎螺旋波相对于自由螺旋波来说更难消除.本文采用格子Boltzmann方法求解,以FitzHugh-Nagumo模型为对象,研究了使用反馈控制法消除钉扎螺旋波.数值结果表明,无论钉扎螺旋波钉在圆形障碍物还是矩形障碍物上,反馈控制法对其都具有很好的控制作用.此外,通过数值模拟系统研究了可激性系数、反馈控制信号幅度、记录反馈信号时间和障碍物的大小对钉扎螺旋波的控制情况.研究表明,钉扎螺旋波消除有三种情况.首先,反馈控制信号幅度和可激性系数与钉扎螺旋波消除所需的时间有关,反馈控制信号幅度越大或可激性系数越小,钉扎螺旋波消除越快.其次,障碍物大小和可激性系数影响着能成功消除钉扎螺旋波下记录反馈信号时间与加入反馈控制时间之间对应的时间间隔.最后,在保持加入反馈控制时间不变的情况下,记录反馈信号时间影响着能成功消除钉扎螺旋波所需的最小反馈控制信号幅度.

关键词：反馈控制法钉扎螺旋波 FitzHugh-Nagumo模型格子Boltzmann方法

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“自制简易计时器”项目教学实践

湖北教育(科学课) 2024年第2期 20-22页

作者：陆佳瑶江苏省常熟市琴湖小学

项目学习是一种以学生为中心，以真实情境中的问题为任务驱动，以项目活动为呈现形式的教学模式。学生在项目中自主合作探究，获得较为全面的学科知识，提升自身能力。在“自制简易计时器”项目中，教师对教学内容进行创新思考和结构化...

项目学习是一种以学生为中心，以真实情境中的问题为任务驱动，以项目活动为呈现形式的教学模式。学生在项目中自主合作探究，获得较为全面的学科知识，提升自身能力。在“自制简易计时器”项目中，教师对教学内容进行创新思考和结构化处理，帮助学生构建知识结构，促进其深度学习。一、依托教学实际，确定项目主题确定项目主题是项目学习的开始。教师应结合学生的实际情况，寻找适合开展项目学习的内容。

关键词：